丝杆模组的特性与应用

1、丝杆直线模组组成

滚珠丝杄型直线模组主要组成由滚珠丝杄、直线导轨、铝合金型材、滚珠丝

杆支撑座、联轴器、电机、限位传感器等组成

滚珠丝杆：滚珠丝杄是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠由螺杄、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。但滚珠丝杄不具备梯形丝杆的自锁能力，使用过程中需要注意。

直线导轨：直线导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现髙精度的直线运动，除此之外一些精度较低的场合也可以用箱体直线轴承进行替代，但需要注意的是在承受扭矩和额定负载能力方面比直线导轨较差。

模组铝合金型材：模组铝合金型材滑台外形美观、设计合理、刚性好、性能可靠，生产成本低常被用于工业自动化设备上，通过精加工后组装成的模组刚度高，热变形小，进给稳定性髙，从而保证了自动化设备中运行高精度与高稳定性。

滚珠丝杆支撑座：滚珠丝杄支撑座是支撑连接丝杄和电杋的轴承支撑座，支撑座一般分:固定侧和支撑单元，固定侧的支撑单元装有经预压调整的的角接触球轴承。特别是在超小型式中，装有为超小型滚珠螺杠所开发的接触角45°的超小型角接触球轴承，能获得髙刚性、髙精度的稳定的回转性能。支撑侧的支撑单元使用深沟球轴承。支撑单元内部轴承中装入了适量的锂皂基润滑脂，用特殊密封垫圈进行密封，能直接安装，长期使用。****轴承的采用考虑到与滚珠螺杠在刚性上的均衡，使用高刚性低扭矩的角接触球轴承（接触角30°、自由组合）。

同时，超小型支撑单元装有为超小型滚珠螺杠所开发的超小型角接触球轴承。这种轴承接触角是45°，球径小、球数多，是具有高刚性、高精度的超小型角接触球轴承，能获得稳定的回转性能。支撑单元的形状支撑单元有角型和圆型系列，可根据用途选择。小型且安装简便支撑单元是考虑了安装周围空间的、小体积的设计。同时，装入了经过调整预压的轴承，交货后就可直接进行装配，既降低了裝配工时，又可提高装配精度。

当然，如果是需要节约成本的设计，也可以自制非标件轴承座，搭配外购轴承组合成支撑单元，批量应用在成本上是十分具有优势的联轴器：联轴器是用来把两轴联接在一起，以传递运动与转矩，机器停止运转后才能接合或分离的一种装置。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。在非标设备直线模组中常用的联轴器是弹性联轴器，常见的类型有沟槽式联轴器、十字滑块式联轴器、梅花联轴器、膜片联轴器。

非标自动化常用联轴器（经验总结）

要求零背隙时，选膜片式或沟槽式

要求传递高扭矩时，选用膜片式、十字形、梅花形

伺服电机多配膜片式，步进电机则多选沟槽式

十字形常用于气缸或绕膜电机场合，精密性能略逊（要求不高）

限位传感器

直线模组中的限位传感器一般会用到槽型光电开关，槽型光电开关其实对射

式光电开关的一种，又被叫做U型光电开关，是一款红外线感应光电产品，由红

外线发射管和红外线接收管组合而成，而槽宽则就决定了感应接收型号的强弱与

接收信号的距离，以光为媒介，由发光体与受光体间的红外光进行接收与转换，

检测物体的位置。槽型光电开关于接近开关同样是无接触式的，受检测体的制约

少，且检测距离长，可进行长距离的检测（几十米）检测精度高能检测小物体应用非常的广泛。

2、滚珠丝杆模组优缺点

丝杄直线模组导程小，能将伺服电机的推力发挥到****，一般导程越小的丝杆直线模组，推力就越大。一般应用于较大受力和负载的行业，比如伺服用到功率100W额定推力0.32N通过导程5m的滚珠丝杆能产生大约320N的推力。

一般Z轴使用一般都是滚珠丝杆直线模组、滚珠丝杄直线模组还有一个方面的优势是其精度相对其他传动方式高，般丝杆直线模组重复定位精度±0.005一±0.02mm，根据定制者实际要求制作。

由于滚珠丝杆直线模组收到滚珠丝杆的细长比例的限制，一般的滚珠丝杄直线模组的行程都不能做太长，以直径/总长的1/50为****值，控制在这个范围内，超出长度的情况需要适量降低运行速度。超过细长比长度的模组通过伺服电机高速转动，丝杄产生的共振会产生震动偏摆造成大的噪音和危险，滚珠丝杆装配时是两端支撑，丝杄过长不仅会造成联轴器容易松动，还有模组精度、使用寿命下降。以台湾上银KK模组为例，有效行程超过800m时可能发生共振，行程每增加100m时，****速度应降低15％。

3、滚珠丝杆模组的应用

电动机十直线模组机构的动作平稳，精度和控制性能佳（可在行程内任意位

置精确停动），运行速度决定于电动机转速和丝杠螺距及执行机构的设计，比较适用于中小行程场合，也是很多线性机器人所采用的机构形式。在自动化产业设备中被广泛应用于半导体、LCD、PCB、医疗、激光、3C电子、新能源、汽车等各类自动化设备中。

4、丝杄模组相关参数、直线模组样册详情:

重复定位精度:是指在同一模组上，应用相同的输出，完成多次重复的定位，所得到连续结果的一致程度。重复定位精度受伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。一般情况下，重复定位精度是成正态分布的偶然性误差，它影响模组多次运动的一致性，是一项非常重要的性能指标。

滚珠丝杆导程:指的是丝杆模组中丝杆的螺纹间距，也代表着丝杆每旋转一圈，螺母在螺纹上前进的直线距离（单位一般为毫米:mm）。

****速度:指的是不同的导程下，模组所能达到的的直线速度****值

****可搬运重量:模组运动部分可负载的****重量，不同的安装方式会有不同的受力

额定推力:当模组作为推力机构时，所能够达到的额定推力。

标准行程、间隔:因为模组化购置带来的好处是选型快速，有现货。缺点则是行程是有标准的。虽然也可以和厂商订购特殊尺寸，但是常规的标准都是厂家给定的，所以标准行程就是指的厂商的现货型号，间隔则是不同标准行程的差值，一般由****行程作为****值，往下的等差数列。

例如:标准行程100-1050mm，间隔50m，那么该型号的现货的标准行程则是:100/150/200/250/300/350..1000、1050mm

5、丝杆直线模组的选型流程

根据设计应用工况来确定模组种类:气缸、丝杆、同步带、齿轮齿条、直线电机模组等。

计算确认模組的重复定位精度:对比需求重复定位精度与模组重复定位精度，选择合适精度模组。

计算模组的****直线运行速度，确定导程:计算设计应用工况的运行速度，

通过模组最髙速度选择合适模组，然后确定模组导程大小。

确定安装方式及****负載重量:根据安装方式计算负载质量及力矩。

计算需求行程与模组标准行程:根据实际预估行程，匹配模组标准行程。

确认模组搭配电机型号及配件:电机是否刹车、编码器形式、电机品牌。