En kuglespindeltrukken og en tandremstrukken lineærenhed har forskellige fordele og styrker. Dit valg bør bl.a. tage sit udgangspunkt i den hastighed, nøjagtighed og de tolerancer, som din applikation har. Rollcos applikationsingeniør Pontus Claesson forklarer forskellene og fortæller også om to andre mere usædvanlige løsninger.
Fordele og ulemper ved kuglespindler eller tandrem i en lineærenhed
Kuglespindlen og tandremmen har forskellige egenskaber, der hver især kan være fordelagtige. Applikationskravene fastslå i bund og grund, hvilken der er bedst egnet.
– Kort sagt kan du sige, at hvis du har brug for høj repeterbarhed, stivhed og kraft, skal du vælge kuglespindlen, nævnes det af Pontus. Hvis du derimod har brug for høj hastighed og lange bevægelser, er tandremmen et bedre valg.
Tandremstræk til lange hurtige bevægelser
Tandremmen er bedst egnet, hvis du har brug for høj hastighed eller hurtig acceleration. Den kan bruges uden nogen direkte begrænsninger til hastigheder op til 10 m/s. Tandremmen tillader også slaglængder på op til 5-6 meter med god ydelse og op til 10 meter, hvis du kan gå på kompromis med stivhed og acceleration. Den har dog lavere præcision.
– Tandremmen har en meget større fremføring pr. omdrejning og er derfor følsom over for frigang og slitage i trækmotoren og gearet, nævnes det af Pontus. Men frem for alt er stivheden i et tandrem betydeligt lavere end i en kuglespindel. Så den reelle præcision bliver meget følsom over for hvilke belastninger, der virker på den trukne del.
Tandremstræk er således bedre egnet til pick-and-place end f.eks. at styre en fræsemaskine, der skal anvende en kraft.
Kuglespindel til effekt og præcision
En kuglespindel kan give en kraft på op til ét ton og er mere kompakt. Det er ensbetydende med, at den fungerer godt i en f.eks. en behandlingsmaskine, hvor pladsen er trang, og behovet for høj effekt er stort. Den har høj præcision, og repeterbarheden kan komme ned til tusindedele af en millimeter med nøjagtig samme position hver gang. Nøjagtigheden er veldefineret, og det er muligt at vælge i forskellige klasser til ca. 0,05 mm pr. meter. På den anden side mister kuglespindeldrev meget hurtigt hastighed, når slaglængderne overstiger 2-3 meter.
– Kuglespindlen passer f.eks. godt, hvis du skal foretage et justerbart stop ved en pladebøjningsmaskine, nævnes det af Pontus. Der har du måske en bevægelse på en meter, der skal have en tiendedel af en millimeter i præcision, mens den skal være i stand til at modstå en stor kraft.
Hvilken træk er det bedste valg?
Der er en opfattelse af, at kuglespindlen i mange tilfælde er bedre end tandremmen. Men det reelle billede er mere kompliceret end det, nævnes det af Pontus.
– Kuglespindlen skal f.eks. smøres ti gange oftere end hjulene ved tandremstræk, hvilket der er mange som glemmer. Hvis den ikke smøres ofte nok, slides den relativt hurtigt.
Tandremstrækket opfattes derimod normalt som mere prisvenligt, men det er heller ikke sandt.
– Tandremstrækket er lidt billigere. Samtidig har det brug for en nedgearing, der koster omtrent lige så meget som prisforskellen. Kuglespindlen har ikke brug for et gear, hvilket ligeledes betyder, at der er en mindre komponent, der skal defineres.
Under en lodret bevægelse opfattes kuglespindlen ofte som sikrere end tandremmen, fordi man anser remmen for at have en forholdsvis større risiko for at gå i stykker. Men hvis spindlerne i kuglespindlen af en eller anden grund ødelægges eller forsvinder, så falder den frit. Samtidig har et korrekt dimensioneret og forspændt remtræk en enorm styrke.
– Det er dog almindeligt at vælge remtræk til vandrette bevægelser og kuglespindel til at presse nedad.
Tandstang og lineær motor er mindre almindelige muligheder
Ud over kuglespindeltrukken og tandremstrukken lineært træk er der to andre mindre almindelige muligheder – tandstang og lineær motor. Tandstangen er lige så stiv som kuglespindlen og har en slaglængde på op til 70 meter, men har svært ved at undgå frigang. Det er dog først, når der kræves slaglængder på mere end 10 meter, at den bliver konkurrencedygtig.
– Den bruges f.eks. ofte til at bevæge industrirobotter over længere afstande, nævnes det af Pontus.
Den lineære motor er en mere ekstrem udgave af lineært træk. Den har ingen mekanisk fremdrift, men en motor der fungerer lineært. Da den kører kontaktløst med magnetisk kraft, forefindes der ingen mekanisk transmission, som slides, kan gå i stykker eller skal vedligeholdes og smøres. Den har ubegrænset slaglængde og en reguleret stivhed. Den lineære motor kombinerer tandremmens hastighed med kuglespindlens nøjagtighed og den er blevet spået til at udskifte dem begge siden dens opfindelse for 30 år siden. Men det er ikke sket endnu.
– Årsagen er, at det stadig er en meget dyr teknologi med dyre motorer og komponenter, nævnes det af Pontus. I dag anvendes den lineære motor hovedsageligt i elektronikindustrien, hvor der i nogle tilfælde kræves ekstrem nøjagtighed, både når det gælder millimeter og sekunder.
