Implementando Anti

Jul 10, 2023

A integração de fusos de avanço com motores de passo é um método simples e econômico para obter movimento linear preciso. Mas alcançar essa precisão requer orientação antirrotacional, que deve ser adicionada externamente pelo usuário ou projetada pelo fabricante. Determinar qual opção faz sentido para você requer uma análise de sua necessidade de um sistema de orientação e ponderar as vantagens e desvantagens de cada abordagem.

Os principais componentes de um parafuso de avanço motorizado tradicional (MLS) são um motor de passo, parafuso de avanço e uma porca que se conecta à carga de várias maneiras. Quando o motor gira o parafuso de avanço, a porca e a carga conectada devem se deslocar para frente ou para trás para atingir o posicionamento necessário para a aplicação. Mas se essa porca não estiver segura, ela girará com o parafuso e nenhum movimento se traduzirá no eixo.

Existem duas abordagens principais para estabilizar a porca para evitar esse problema. Uma é construir você mesmo um sistema de orientação externo; a outra é comprar um sistema no qual o projeto do fabricante do atuador já prenda a porca.

Se você já utiliza um atuador linear motorizado (MLA) e possui o conhecimento técnico e os recursos, você mesmo pode projetar e adicionar um conjunto antirrotacional. Se sua aplicação tiver comprimentos de curso superiores a 2,5 polegadas, cargas mais pesadas que 200 lbf e velocidades superiores a 20 pol/s, um sistema externo pode ser sua melhor escolha. Construir seu próprio sistema de orientação pode ser um processo demorado e um tanto arriscado.

Provavelmente, o fator mais crítico na seleção de uma estratégia de orientação externa versus interna é a quantidade de espaço disponível para estruturas externas. Abordagens comuns para uma abordagem externa incluem alguma combinação de trilhos de perfil, trilhos lineares ou outros conjuntos ancorados que se prendem à porca para guiar seus movimentos com precisão (Figura 1). Então, dependendo do seu projeto, a lista de materiais incluirá fixadores, acoplamentos e outros componentes. Como você monta o sistema, conecta a carga e garante o alinhamento também são fatores críticos de sucesso.

Se você resolver os problemas acima corretamente, construir seu próprio sistema de orientação pode dar a você um pouco mais de flexibilidade no mapeamento de um sistema para sua aplicação e pode resultar em um custo de componente um pouco menor, especialmente se o tempo e a manutenção de longo prazo não forem levados em consideração. Mas para aplicações menores, quase sempre é melhor se a orientação antirrotacional for incorporada pelo fabricante, pois o custo total de instalação, incluindo tempo de projeto e outros itens, geralmente é menor.

A Figura 2 mostra um sistema de pipetagem usando um atuador com um sistema de orientação embutido. Construir toda a tecnologia de orientação no atuador torna o sistema muito mais simples. A maioria dos fabricantes realiza a orientação necessária envolvendo o eixo do parafuso de avanço com um tubo de cobertura, o que evita que a porca gire enquanto permite que ela se mova para frente e para trás suavemente.

Em alguns atuadores lineares de motores de passo, o tubo de cobertura é feito de alumínio e se conecta ao motor, que é montado firmemente em uma superfície estável (Figura 3). Ranhuras moldadas dentro do tubo capturam a porca para evitar que ela gire, permitindo assim a translação do movimento linear ao longo do parafuso de avanço. A porca é presa a um tubo de extensão de aço inoxidável que se conecta à carga, movendo-a para frente ou para trás, como um atuador tradicional.

A compra de atuadores lineares de motor de passo com anti-rotação intrínseca elimina o tempo, custo e manutenção envolvidos na sua própria construção. Também reduz a lista de materiais com os quais você precisa lidar e o custo de longo prazo de propriedade e operação de seus atuadores. Também é alinhado na fábrica, o que contribui para um desempenho confiável contínuo.

Muitas aplicações de alta precisão com cursos relativamente curtos podem se beneficiar dessa abordagem. Além de aplicações envolvendo sondagem de posições verticais para dispensar produtos químicos - como as aplicações de pipetagem ilustradas - outros exemplos incluem controle de válvula proporcional de precisão, ajuste de estágio de lâmina de microscópio e inclinação de monitor de computador.