Dans une pompe ou un ventilateur, learbre moteurn'a qu'à fournir du couple. Dans un servomoteur, une articulation de robot ou un axe CNC, il doit également fournir une position. Quelques microns de faux-rond au niveau de l'arbre deviennent une erreur visible à l'extrémité du bras du robot, et un gémissement que l'opérateur entend tout changer. Cette différence change les spécifications importantes. Ce guide couvre les puits que Guanshuo construit pour l'automatisation et les numéros qui les séparent.
Un arbre industriel général est spécifié pour sa résistance. Est-ce qu'il supportera le couple et durera-t-il ? Avant cela, une gaine d'automatisation doit répondre à deux autres questions.
Le premier est positionnel. Un système d'asservissement ferme sa boucle sur un encodeur à une extrémité de l'arbre, mais le travail s'effectue à l'autre extrémité. Tout faux-rond, toute excentricité, tout enroulement entre ces deux points est une erreur que le système de contrôle ne peut pas voir et ne peut pas corriger. L'arbre doit être suffisamment vrai pour que la lecture de l'encodeur soit honnête.
La seconde est acoustique. Les cellules d'automatisation fonctionnent à côté des gens. Un arbre légèrement déséquilibré se transforme en un gémissement audible à grande vitesse et en vibrations qui raccourcissent la durée de vie du roulement. La note d’équilibre est ici une spécification, pas une réflexion après coup.
Quatre numéros effectuent l'essentiel du travail sur un dessin d'arbre d'automatisation. Ce sont les valeurs que Guanshuo défend dans la production.
La coaxialité est celle que les acheteurs sous-spécifient le plus souvent. Il décrit à quel point chaque diamètre partage un seul axe. Sur un arbre de servo, le siège du codeur, les tourillons et le cône de sortie doivent tous convenir sur l'emplacement du centre. S'ils diffèrent de plus de quelques microns, le moteur se bat.
Le faux-rond au niveau de l'arbre ne reste pas sur l'arbre. Sur un bras de robot, une erreur au niveau de l'articulation est multipliée par la portée du bras. C'est pourquoi les arbres de joint sont spécifiés beaucoup plus serrés que ne le suggère la tolérance de l'effecteur final. Le budget du puits doit représenter une fraction du budget du système.
A arbre du servomoteurest construit autour de l’interface à son extrémité de sortie. Guanshuo les usine avec un cône standard 1:10, des filetages internes de M4 à M12 et des chanfreins d'extrémité de C0,5 à C2. Le cône et le boulon de traction offrent une connexion rigide et sans jeu, ce dont a besoin un système de positionnement. Un moyeu à clé avec dégagement donnerait au servo quelque chose contre quoi chasser.
Le parcours est un tournage CNC suivi d'une rectification ultra-fine, qui ramène la coaxialité à ≤0,005 mm, puis d'une correction d'équilibre dynamique G1. Trois options de renforcement de surface sont disponibles : trempe de surface, nitruration et chromage.
Les arbres pas à pas servent à un mouvement en boucle ouverte, il n'y a donc pas d'encodeur corrigeant les erreurs. On dirait que cela devrait exiger des spécifications plus strictes, mais le devoir est plus léger et les vitesses sont plus faibles, donc les exigences pratiques s'assouplissent.
| Spécification | Arbre pas à pas | Arbre de servo |
|---|---|---|
| S'épuiser | ≤0,01 à 0,02 mm | Coaxialité ≤0,005 mm |
| Tolérance de diamètre | h7 | h5/h6 |
| Finition superficielle | Ra 0,8 à 1,6 μm | Ra 0,2 à 0,4 μm |
| Équilibre | Généralement non spécifié | G1 ou mieux |
| Fin de sortie | Plaine, D-flat ou rainure de clavette | Cône 1:10 avec filetage M4 à M12 |
L’écart entre ces deux colonnes correspond à l’écart de coût. La spécification de numéros de qualité de servo sur une application pas à pas est l'un des moyens les plus courants pour les acheteurs de payer trop cher. Si la machine est en boucle ouverte et fonctionne à vitesse modérée, la colonne pas à pas est la spécification honnête.
Les arbres à grande vitesse sont ceux où la fabrication d’arbres devient difficile. Guanshuo construitarbres de moteur à grande vitessede φ5 à φ50 mm, avec un faux-rond maintenu à ≤0,001 à 0,003 mm, une tolérance h5 ou h6, Ra 0,2 à 0,4 μm et un équilibre G1 ou supérieur. Le substrat est un alliage à haute résistance, trempé, revenu et nitruré.
La raison de ces chiffres est la physique. La force de déséquilibre augmente avec le carré de la vitesse de rotation. Un balourd résiduel invisible à 1 500 tr/min devient une force destructrice aux vitesses de broche. Les arbres de broche de machine-outil ajoutent une dureté de surface de HRC 60 à 65 et sont équilibrés entre G0,1 et G0,4, avec une durée de vie en fatigue supérieure à 15 000 heures.
Certains automatismes fonctionnent dans des atmosphères où une étincelle constitue un risque. Les arbres moteur antidéflagrants maintiennent le faux-rond à ≤0,01 mm et peuvent être fabriqués à partir d'un alliage anti-étincelles. Le faux-rond serré n’est pas seulement une question de précision ici. Il maintient le rotor centré afin que rien ne frotte, car c'est le frottement qui génère de la chaleur et des étincelles en premier lieu.
La plupart des gaines d'automatisation sontarbres étagés. Chaque étape localise un roulement, un joint, un engrenage ou la pile de rotors à une position définie sur la longueur. Deux spécifications déterminent si ces pièces sont carrées.
Le nombre de perpendiculaire est celui qui mord. Un roulement appuyé contre une marche qui n'est pas carrée est chargé de manière inégale dès son montage. Il chauffera et tombera en panne prématurément, et le défaut ressemblera à un problème de roulement plutôt qu'à un problème d'arbre. Guanshuo les construit commeune seule étapeetdouble pasarbres.
La caractéristique de sortie est autant une décision de positionnement qu’une décision de couple. Chaque option échange la rigidité contre le coût.
| Fonctionnalité | Comportement | Meilleur ajustement |
|---|---|---|
| Ré bémol | Simple, peu coûteux, quelques dégagements | Petits steppers, légers |
| Rainure de clavette | Couple élevé, mais le jeu permet un jeu | Motoréducteurs, entraînements unidirectionnels |
| Spline | Charge partagée sur plusieurs dents, faible jeu | Articulations de robots, servomoteurs d'inversion |
| Cône et boulon de traction | Le plus rigide, effectivement sans jeu | La sortie du servo se termine |
Les rainures de clavette sont découpées selon GB/T 1095. Pour un axe servo inversé, le jeu dans un joint claveté apparaît directement comme une erreur de positionnement, c'est pourquoi l'interface conique domine à l'extrémité du servo. Guanshuo détientmulti-clavettessymétrie à ≤0,02 mm où une clé est la bonne réponse.
Les gaines d'automatisation nécessitent souvent une surface dure sans noyau dur. Quatre traitements sont disponibles et résolvent différents problèmes.
| Traitement | Ce que ça donne |
|---|---|
| Trempe par induction | Journal rigide, noyau dur, aucun changement dimensionnel à proprement parler |
| Nitruration | Surface très dure et peu déformée. Bon pour les arbres à grande vitesse |
| Chromage dur | Résistance à l'usure et à la corrosion, et possibilité de récupérer les journaux usés |
| Revêtement céramique | Résistance extrême à l’usure et isolation électrique si nécessaire |
Demandez à n'importe quel fournisseur si l'arbre est meulé après le traitement de surface. La nitruration et le placage modifient tous deux la taille finie. Si le traitement est la dernière opération, la tolérance sur le dessin n'est pas la tolérance que vous recevez.
Les arbres de joint de robot sont confrontés à une tâche qu'aucun arbre de pompe ne voit jamais. Ils démarrent, s’arrêtent et reculent constamment, et chaque cycle est un cycle de fatigue. Les arbres de robots industriels de Guanshuo sont construits pour résister à plus de 1 000 000 de cycles d'usure par fatigue sans défaillance, ce qui constitue le chiffre admissible pour cette classe de travail.
L’atteindre est une combinaison de l’ensemble du processus, et non une simple astuce. Acier allié, traitement thermique adapté à la nuance, rayons de racine généreux partout où le diamètre change et meulage après durcissement pour que la géométrie finale soit fidèle. Les choix de matériaux derrière cela sont couverts dans leguide du matériau de l'arbre, et l'ordre de processus dans leprocédure pas à pas d'usinage.
De quelle tolérance un arbre de servomoteur a-t-il besoin ?
Coaxialité ≤0,005 mm sur l'arbre fini, avec tolérance de diamètre h5 ou h6 et finition rectifiée de Ra 0,2 à 0,4 μm. L'équilibre dynamique doit être G1 ou mieux. Guanshuo y parvient grâce à un tournage CNC suivi d'un meulage ultra-fin et d'une correction d'équilibre.
Quelle est la différence entre un arbre de servo et un arbre de moteur pas à pas ?
Un arbre de servo est plus serré à tous égards. Coaxialité ≤0,005 mm contre un faux-rond du moteur pas à pas de ≤0,01 à 0,02 mm, h5 ou h6 contre h7, Ra 0,2 à 0,4 μm contre Ra 0,8 à 1,6 μm, et un niveau d'équilibre spécifié dont le moteur pas à pas n'a généralement pas besoin. Le servo se termine également par un cône 1:10 plutôt que par une extrémité simple ou un D-flat.
Pourquoi l'équilibre dynamique est-il important sur un arbre d'automatisation ?
La force de déséquilibre augmente avec le carré de la vitesse, de sorte qu'un petit résidu se transforme en une vibration importante à haut régime. Cette vibration réduit la durée de vie des roulements, ajoute un gémissement audible dans la cellule et dégrade la précision du positionnement. Les arbres à grande vitesse sont équilibrés à G1 ou mieux, et les arbres de broche à G0.1 à G0.4.
Un arbre de joint de robot doit-il utiliser une rainure de clavette ou une cannelure ?
Une spline, dans la plupart des cas. Une rainure de clavette a besoin d'un jeu pour être assemblée, et ce jeu devient un jeu lorsque le joint s'inverse. Une cannelure partage la charge sur plusieurs dents avec beaucoup moins de perte de mouvement. Pour les extrémités de sortie servo, un cône avec un boulon de traction est encore plus rigide.
Guanshuo peut-il fabriquer des arbres pour moteurs antidéflagrants ?
Oui. Les arbres antidéflagrants sont maintenus à un faux-rond ≤0,01 mm et peuvent être fournis en alliage anti-étincelles. Un faux-rond serré maintient le rotor centré afin que rien ne frotte, ce qui empêche la chaleur et les étincelles que la valeur nominale existe pour éviter.
Envoyez la coaxialité, la qualité d'équilibre et l'interface dont vous avez besoin. Guanshuo broie et équilibre en interne, de sorte que les chiffres sur votre dessin sont ceux qui sont mesurés. Ou contactez l'équipe aupage de contact.
