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为什么在直线运动系统中使用导向轮?

Bishop-Wisecarver的Brian Burke解释了为什么导向轮经常被用作自动化机械中线性运动系统的组成部分,以及为什么它们被认为是此类系统可靠性的关键,特别是在恶劣环境中。

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David Greenfield,自动化世界0:15

欢迎来到“自动化世界解答您的问题”播客,在这里我们与行业专家联系,以获得您所需的关于工业自动化技术的答案。你可以通过订阅subscribeaw.com上的Automation World找到更多答案。我是《自动化世界》的主编大卫·格林菲尔德,我们在这一集要回答的问题是:什么是导向轮,它们在自动线性运动系统中是如何使用的?和我一起回答这个问题的是Bishop-Wisecarver的Brian Burke,直线和旋转导向技术及其相关组件的供应商。谢谢你今天加入我的节目,布莱恩。


布莱恩·伯克,Bishop-Wisecarver, 0:53

谢谢你的精彩介绍。我很高兴来到这里。


David Greenfield,《自动化世界》0:56

布莱恩,我们从最基本的开始吧。你知道,给我们讲讲导向轮技术,以及它在自动化系统中的应用。


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 1:04

是的,我总是喜欢从一些术语开始,我们使用一些词,他们可能会感到困惑。所以在导向轮中,我们真正谈论的是,它是一个有特殊形状外圈的滚珠轴承。有不同种类的轴承,单列球轴承,双列球轴承,甚至圆锥滚子轴承,用于真正高负载能力的应用。我们讲过轨道轨道是指铁轨。我们指的是轴承滚动的线性导轨。有各种匹配的形状和大小,是为了配合导向轮。当我们添加一个驱动机构时,我们称之为组件和执行器,我们的执行器有皮带、链条、丝杠或滚珠丝杠驱动类型,可以用电机驱动,从而形成一个自动化系统。你知道,这些产品通常就像一个自动化系统的积木,你可以把它们想象成一个由零件组成的乐高套件,这些零件被组装到机器上以提供运动。所以这些导向轮,这些线性轨道被固定在机器框架上以提供精确的,重载运动能力。


David Greenfield,《自动化世界》2:18

所以你知道,根据你的解释,布莱恩,看看Bishop-Wisecarver网站,有几种不同类型的导向轮可用。你能描述一下它们之间的区别吗?


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 2:31

是的,当然。我们最受欢迎的类型是v型导向轮,其特点是W形的外圈。它们既可以在内部V上运行也可以在外部V上运行在内部V上,它在匹配的V轨道上运行,在外部V上,它在V轨道通道内运行。这个V形几何给了它一个约束运动和多个自由度。所以它在一个方向上提供了平滑的线性运动同时在音高方向上被捕获。其他设计还包括皇冠滚轮,它的特点是在外面的跑道上有轻微的曲线,这些通常用于平坦的跑道,因为跑步表面是平坦的。因为导向轮上的曲线,它可能会不对中。所以有相对的V轨道,所以你把它们成对使用,就像在一个重载抽屉里,一边是V,它给了它精度。另一边是一个皇冠滚轮,允许一些安装结构的错位。有些人确实安装V对V系统,但安装需要非常准确,否则可能会绑定。 So these crown rollers prevent binding and make it for easier assembly. The last style is a flat roller, instead of a slight curve, it actually has a flat surface. And these also roll on flat tracks. And so these are for heavy load capacity that can they can move if it's a flat roller on a flat track, it can actually move in one degree of freedom, not angular, but actually kind of in and out as it would slip on that flat track. So as you can see, there's different styles of guide wheels. And to summarize, and overall the Vee wheel is the most popular.


David Greenfield,《自动化世界》4:23

所以你知道,我想关于导向轮的一个巧妙的事情是它是很容易理解的,即使有你所描述的所有不同的类型和变化,你知道,如果你曾经安装过一个新的柜子或推拉门,我猜你遇到过一些基本类型的导向轮,所以很容易理解它们是什么。但我们能否更具体地了解它们是如何在自动化系统中使用的,更具体地了解它们在线性运动应用中的使用。你能再解释一下吗?


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 4:54

哦,是的,当然。但是首先,你知道,我同意你所说的当我们的产品被人们经常使用的扳手和手工工具时。他们很喜欢,很简单。有十六进制的功能,你知道,你可以用扳手来调整、安装和拧紧它。人们很快就会有一种真正舒服的感觉,任何动手的人都有机械的倾向。所以你可以想象,这类产品有很多不同的地方和应用。一般来说,大多数自动化机器都是围绕焊接钢管框架设计的,机器制造商将为机器的所有功能设计和制造这种整体结构。然后他们设计的产品不是他们自己制造的,他们需要采购。比如电机、驱动器、灯和传感器。在我们的例子中,这些线性导轨上的线性导向轮,这些产品被组装到这个机器框架上,它们为机器的运动元件提供运动。 There's many possible applications. But one example that I like to talk about is automated packaging, machinery equipment such as case erectors, and case packers. These are machines that start with flat cardboard piled on one side, and the machine will pull the cardboard from a stack, open the box, fold the flaps, sometimes they'll tape or glue the seams together, then bundles of products get inserted. And finally, the flaps get folded and sometimes taped at the end. A machine like this can process a very large volume of products really quickly and operate in an automatic fashion. When you break down all these functions, and each one of the motions in this machine, there's many moving elements that need to be precisely guided so that a repeatable result can occur. Otherwise, you'll get a lot of garbage out real fast. You know, imagine if this machine's malfunctioning or not guiding properly, maybe the folded tabs aren't pushed in properly.


David Greenfield,《自动化世界》7:03

那么为什么导轮被认为是线性运动应用的重要因素呢?我知道你刚刚描述了它们是如何工作的。但是相对于其他运动实现设备你知道可以用于这个,为什么导向轮如此重要?


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 7:19

导轮技术有几个关键的好处,更具体地说,这些v形导轮。它们提供非常平滑、低摩擦的滚动运动,可以有效地引导非常重的负载。这些导向轮是安静的相比,再循环球车厢,你会发现在一个轮廓轨。我们的车轮产生更少的声音,因为轴承内的球在内部被球保持器分开。这可以防止球与球的接触和产生相关的声音。在横轨中,不受约束的球会相互撞击,它们会砰砰地撞在一起,并在球返回时反弹,因为它们的再循环产生了更多的噪音。它们也可以用于非常长的应用,你可以将轨道首尾相连,车轮可以在这些轨道接头的小间隙上滚动。所以你可以有一个20 40甚至80英尺长的运动系统。这些导向轮可以继续滚动。V型导向轮具有自清洁擦拭动作,扫去碎片,并在非常肮脏的环境中工作。 There's some videos on our YouTube channel that explain it. But in general, because of the V shape, it's as it rolls on a V track, it generates a sweeping action that tends to eject debris. And that's very unique to the design of this guide wheel. They also provide very long lasting and low maintenance. They're internally lubricated with grease that doesn't need to be service. And occasionally they need to be cleaned in new oil applied to the track surface. So they're actually very consumer friendly when they're in a machine they'll last a long time. And speaking about life estimation, one of the things that's unique about our products is that we can estimate the usable surface life of the guide wheel bearings, they have known load capacities and statistical travel distances, then we can use our equations to estimate the expected travel life of a guide wheel. Users and machine builders can schedule replacement to prevent unexpected machine downtime. And so that's something that makes our products rather unique in the market.


David Greenfield,《自动化世界》9:37

有趣。谢谢你的解释,布莱恩。我知道就在刚才,你提到了一个包装行业的应用。你能提供一些其他主要类型的工业应用,使用线性运动技术与导向轮?


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 9:55

是的,当然。你知道,正如你提到的,包装机械,你知道我之前谈到过,这是线性导轨和Vee导轨技术的好地方。凡是有纸板或波纹的地方都容易产生灰尘和其他颗粒。这种类型的机械通常在食品加工或消费品生产后被发现,你知道,它被认为是生产线的末端包装应用。但在食品加工中有很多应用,如大批量烘焙,鸡肉和肉类加工,以及其他与食品相关的操作。所以不只是在生产线的末端包装,也在食品的加工过程中。此外,沿着这些路线,我们开始看到农业的机械化程度越来越高,有了自动收割机,以及有可能节省劳动力的田间相关应用。你知道,像拖拉机这样的东西会自动采摘草莓,还有,你知道,其他类型的收获设备。在恶劣和肮脏的环境中有许多不同的应用,通常是在材料加工的地方,比如切割或焊接,在这些地方,他们正在加工的材料会产生颗粒或碎片。这就是导轮技术的亮点所在,它是最好的机械解决方案,因为它具有自我清洁和擦拭作用。 These are places where linear guides rapidly fail. Of course, guide wheels can be used in more clean environments, like on various types of lab automation, to provide motion to samples, or other processing movements. Some medical applications might include patient tables, or physical therapy equipment. And finally, there's this general purpose material handling applications where there's the need to guide or move a heavy or awkward shaped items, perhaps in an assembly or to assist workers. You know,


David Greenfield,《自动化世界》11:50

所有这些都很有趣,特别是在较脏的环境或农业环境中使用的自清洁能力。所以,你知道,像导向轮一样平滑运动的关键,就像我们一直在讨论的,你知道,像Bishop-Wisecarver这样的公司,如何在一个竞争如此激烈的市场中脱颖而出,这种广泛生产的部件类型?


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 12:18

是的,这是个好问题。我们的声誉建立在高质量的产品上,这些产品在非常恶劣的条件下运行,而其他竞争产品往往会失败。我们很容易做生意,我们与人们在他们的项目上合作,我们的专业人员提供优质的服务。我们很乐意与您分享我们的专业知识。我们有一个应用工程师团队,在解决棘手的挑战方面经验丰富。凭借我们的销售网络和员工,我们总是愿意付出额外的努力。我们是一家位于美国加州旧金山附近的私营公司。我们可以在应用程序中支持关键项目,而其他供应商不能。这就是我们和市场上其他公司的区别所在。


David Greenfield,自动化世界13:05

最后一个问题,布莱恩,我知道你的目标受众主要是机器制造商和用户,当然,但可能主要是原始设备制造商。那么,考虑到各种各样的导向轮类型,您如何建议原始设备制造商的工程师为其应用确定正确的导向轮类型?


Brian Burke, Bishop-Wisecarver 13:25

是的,这也是一个好问题。我们的网站上有大量的产品文献和信息。本文献提供了足够的技术信息,经验丰富的设计工程师选择尺寸,引导轮的应用,而没有任何帮助。所以有些人会这样做——他们实际上会在没有任何帮助的情况下选择和订购产品。但是,我总是建议与我们的应用程序工程团队一起讨论确保项目成功的任何关键因素。我们有一个应用数据表,其中记录和交流了真正重要的应用参数。从那里,我们的工程师提供免费的评估,产品推荐,并提供定制的设计解决方案。这确保了任何项目都将满足其目标。这些都可以从我们的在线聊天中获得,你可以在bwc.com上与我们的工程师在线交谈。你也可以通过拨打网站上的电话号码与他们联系。 So with that, you can see we we like to work and collaborate with people on to ensure success in our in our product database, we have 1000s of products that might be suitable, and so we can make a recommendation on a specific product that would work for that application.


David Greenfield,自动化世界14:47

再次感谢你参加我的播客,布莱恩。当然,还要感谢我们所有的听众。请继续关注我们的专栏,我们将为您解答更多的问题。请记住,您可以在automationworld.com上找到我们,来订阅我们的印刷杂志subscribeaw.com,了解最新的工业自动化技术见解、趋势和新闻。



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