Een lineair systeem is een module die een last langs een rechte as beweegt en positioneert. Anders dan een losse lineaire geleiding, die alleen geleidt, omvat een lineair systeem alle componenten die nodig zijn voor een gecontroleerde beweging: geleiding, aandrijving, sensoren en besturing. Afhankelijk van fabrikant en uitvoering spreekt men ook van lineaire as, lineaire module of lineaire eenheid.
Lineaire systemen zitten in verpakkingsmachines, handlingsinstallaties, medische apparatuur en meetsystemen. Overal waar een gereedschap, een sensor of een onderdeel naar een bepaalde positie moet worden bewogen, werkt een lineair systeem.
Opbouw van een lineair systeem
- Geleiding: draagt de last, neemt krachten en momenten op en bepaalt de bewegingsrichting. Meestal is dat een lineaire geleiding die bestaat uit een geleiderail en een geleidingswagen.
- Aandrijving: wekt de beweging op, bijvoorbeeld via een tandriem, een spindel, een tandheugel of een lineaire motor.
- Sensoren:eindschakelaars begrenzen de verplaatsing, positiemeetsystemen melden de positie aan de besturing.
- Besturing: bepaalt positie, snelheid en versnelling en regelt de aandrijving.
- Draagconstructie: profielen of grondplaten dragen geleiding en aandrijving en verbinden het lineaire systeem met de machine.
Aandrijfsoorten in het kort
Welke aandrijving past, hangt vooral af van slag, snelheid, kracht en nauwkeurigheid:
| Aandrijving | Sterke punten | Grenzen |
|---|---|---|
| Tandriem | hoge snelheden, lange verplaatsingen | gemiddelde nauwkeurigheid en krachten |
| Kogelomloopspindel | hoge nauwkeurigheid, precieze krachtoverbrenging | minder geschikt voor zeer lange verplaatsingen |
| Tandheugel | lange verplaatsingen, hoge lasten | matige snelheid |
| Lineaire motor | krachtoverbrenging zonder mechanische tussenelementen, hoge dynamiek | doorgaans hogere kosten |
Hoe nauw geleiding en aandrijving kunnen samenwerken, laat het toepassingsvoorbeeld waterstraalsnijmachine zien: daar is een lineaire motor direct in het railprofiel van de Franke lineaire geleiding geïntegreerd en beweegt hij de snijkop nauwkeurig.
Een lineair systeem dimensioneren in zes stappen
- Belastingsgeval bepalen: gewicht van de bewegende delen, bewerkingskrachten en momenten om alle drie de assen.
- Slag en inbouwruimte vastleggen: slaglengte, inbouwhoogte en beschikbare breedte. Bij grote breedtes is een profielrails paar met paar looprolschoenen geschikt, omdat de geleidingsbreedte vrij te kiezen is.
- Dynamiek bepalen: snelheid, versnelling en cyclustijd. Voor hoge dynamiek is de lineaire geleiding type FDH met cassette uitgerust met hoekcontactkogellagers.
- Omgeving controleren: vocht (type FDC met cassette), magneetvelden (type FDD met cassette), levensmiddelensector en cleanroom (type FDE met cassette) of vacuüm (type FDI met cassette).
- Aandrijving kiezen: passend bij slag, kracht en nauwkeurigheid, zie tabel hierboven.
- Sensoren en accessoires aanvullen: eindschakelaars voor de eindposities, cassettes met klemming om posities vast te zetten, metalen schrapers tegen grof vuil en afdekkapjes voor de boringen van de rail.
De geleiding als basis van het lineaire systeem
De lineaire geleiding bepaalt hoeveel last een lineair systeem draagt, hoe nauwkeurig en stil het loopt en hoeveel onderhoud het nodig heeft. Franke levert deze basis: lineaire geleidingen van aluminium met ingelegde loopbanen van draad en grote looprollen. De wentellagers in de looprollen zijn levensduur gesmeerd, de geleiding werkt onderhoudsvrij. Meer daarover onder Het Franke principe bij lineaire geleidingen.
Omdat rails en loopwagens van aluminium zijn, passen ze bijzonder goed in lineaire systemen met aluminium profielen: vervormingen door temperatuur tussen geleiding en draagconstructie zijn uitgesloten. Tegelijk daalt de bewegende massa, wat de aandrijving en de dynamiek ten goede komt. Hoever het gewicht kan worden verlaagd, toont de pagina Lineaire geleidingen in lichtbouw.
Het instapmodel is de profielrail met loopwagen type FDA: stil, licht lopend en met afgedichte naaldgelagerde looprollen. Voor kostenbewuste lineaire systemen is er het type FDB met cassette met kogelgelagerde looprollen.
Standaard of individueel lineair systeem?
Veel lineaire systemen kunnen worden opgebouwd met geleidingen uit het standaardprogramma. Als inbouwruimte, gewicht, profielvorm of materiaal bijzondere eisen stellen, past Franke railprofielen en loopwagens aan. Voorbeelden tonen de pagina’s Individuele lineaire geleidingen en Alternatieve materialen. Antwoorden op veelgestelde vragen over compatibiliteit, snelheden en onderhoud vindt u in de FAQ over lineaire geleidingen.
Veelgestelde vragen over het lineaire systeem
Wat is het verschil tussen een lineaire geleiding en een lineair systeem?
Een lineaire geleiding geleidt een last langs een rechte baan en neemt krachten en momenten op. Een lineair systeem omvat daarnaast aandrijving, sensoren en besturing en beweegt de last zo gecontroleerd naar een bepaalde positie.
Welke aandrijvingen worden in lineaire systemen gebruikt?
Gebruikelijk zijn tandriemen voor hoge snelheden en lange verplaatsingen, kogelomloopspindels voor hoge nauwkeurigheid, tandheugels voor lange verplaatsingen en hoge lasten en lineaire motoren voor hoge dynamiek.
Welke rol speelt de lineaire geleiding in het lineaire systeem?
Zij bepaalt draagvermogen, loopnauwkeurigheid, loopgeluid en onderhoud van het lineaire systeem. Onderhoudsvrije lineaire geleidingen zoals die van Franke verlagen de inspanning over de gehele levensduur.
Hoe dimensioneer ik een lineair systeem?
Eerst worden belastingsgeval, slag, inbouwruimte en dynamiek bepaald, daarna worden de omgevingsomstandigheden gecontroleerd. Daaruit volgen het type geleiding en de aandrijving. Tot slot worden sensoren zoals eindschakelaars en accessoires zoals klemmingen toegevoegd.
Waarom zijn aluminium geleidingen geschikt voor lineaire systemen?
Ze hebben een lage bewegende massa en zetten bij temperatuurveranderingen net zo uit als draagconstructies van aluminium. Vervormingen door temperatuur tussen geleiding en profiel zijn daardoor uitgesloten.
Meer begrippen in de Franke woordenlijst: Lineaire geleiding | Lineaire systemen | Looprolgeleidingen | Lineaire techniek | Eindschakelaar
Franke produceert lineaire geleidingen ook op maat volgens uw specificaties: Individuele lineaire geleidingen