威洛博直線模組產(chǎn)品全景指南:從絲桿、皮帶到直線電機(jī)的選型思路
一、為什么要用“標(biāo)準(zhǔn)直線模組”而不是自己搭滑臺(tái)?
只要涉及直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),自動(dòng)化設(shè)備里很容易出現(xiàn)直線模組的身影。相比于“導(dǎo)軌 + 絲桿/皮帶 + 自選電機(jī)”的散件組合,威洛博直線模組把導(dǎo)軌、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)安裝結(jié)構(gòu)以及限位等部件做了高度集成和標(biāo)準(zhǔn)化,可以在出廠前完成很多調(diào)試工作,工程師拿到手就能快速裝機(jī)。
對(duì)設(shè)備制造方來說,使用威洛博標(biāo)準(zhǔn)直線模組,主要解決的是三類問題:
縮短設(shè)計(jì)與裝配周期:
不必從底座型材、導(dǎo)軌、絲桿到聯(lián)軸器逐一選型,整套結(jié)構(gòu)剛性、精度和安裝尺寸已經(jīng)經(jīng)過配套設(shè)計(jì)。
降低調(diào)試和維護(hù)門檻:
模組內(nèi)部的導(dǎo)軌預(yù)緊、絲桿支撐、同步帶張緊等細(xì)節(jié)已經(jīng)在工廠完成,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試主要關(guān)注行程設(shè)定、限位開關(guān)、驅(qū)動(dòng)參數(shù)即可。
便于選配和擴(kuò)展:
威洛博在產(chǎn)品層面把驅(qū)動(dòng)方式(絲桿、同步帶、直線電機(jī)、齒條齒輪)和系列規(guī)格做了清晰分層,方便按行程、負(fù)載和環(huán)境快速縮小范圍。
因此,直線模組不只是“一個(gè)零件”,更像是自動(dòng)化系統(tǒng)里的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)單元。威洛博在這個(gè)方向上長(zhǎng)期耕耘,形成了比較完整的產(chǎn)品矩陣。
二、先看整體地圖:威洛博直線模組的大類劃分
從驅(qū)動(dòng)方式和防護(hù)結(jié)構(gòu)的角度,威洛博直線模組大致可以分為以下幾類:
威洛博絲桿直線模組系列
典型系列:威洛博VETH 系列、威洛博VGTH 系列、威洛博VF 系列、威洛博VC 系列等。
特點(diǎn):滾珠絲桿驅(qū)動(dòng),配合線性導(dǎo)軌,適合對(duì)重復(fù)定位能力和軌跡穩(wěn)定性有要求的應(yīng)用。
防護(hù)形式從開放式、半封閉到全封閉覆蓋不同環(huán)境。
威洛博同步帶直線模組系列
典型系列:威洛博EB 系列、威洛博OB 系列、威洛博VGTB/VBF/VBC 等。
特點(diǎn):速度范圍寬、行程可以做到較長(zhǎng),適合中高速搬運(yùn)和多工位輸送場(chǎng)景,重復(fù)定位精度可覆蓋大部分通用工業(yè)需求。
威洛博直線電機(jī)模組系列
典型系列:威洛博VL 系列、威洛博VGL 系列。
特點(diǎn):省去中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),適合高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、較高定位能力和較高潔凈度要求的設(shè)備,如半導(dǎo)體、精密檢測(cè)、激光加工等。
威洛博齒條齒輪直線模組系列
典型系列:威洛博VG 系列及相關(guān)變種。
特點(diǎn):更適合行程較長(zhǎng)、負(fù)載偏大的直線運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景,經(jīng)常作為龍門架軸或大型工件搬運(yùn)軸使用。
電動(dòng)夾爪、電動(dòng)缸及多軸平臺(tái)
威洛博電動(dòng)夾爪、威洛博電動(dòng)缸、XYZ 平臺(tái)、龍門架等,通常和上述直線模組組合成完整的工作單元。
理解了這張“地圖”,后面做具體選型時(shí)就不會(huì)在系列型號(hào)里迷路。
三、從結(jié)構(gòu)到應(yīng)用:三種主流驅(qū)動(dòng)方式的工程差異
1. 威洛博絲桿直線模組:偏向定位精度與剛性
滾珠絲桿通過滾珠循環(huán)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng),配合線性導(dǎo)軌,可以在常規(guī)工業(yè)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的重復(fù)定位表現(xiàn)。
Shenzhen W-robot Industry Co., Ltd.
典型案例:
威洛博VETH 系列:全封閉絲桿模組,適合含粉塵或需要潔凈防護(hù)的設(shè)備,如部分電子制造和激光加工工序。
威洛博VGTH 系列:全封閉絲桿一體式模組,兼顧緊湊外形和封閉防護(hù),多用于精密定位和中等負(fù)載場(chǎng)合。
威洛博VF 系列:半封閉絲桿線性滑臺(tái)模組,在粉塵與維護(hù)便利之間做了平衡,適合通用工業(yè)環(huán)境。
適合的典型工序包括:點(diǎn)膠、鎖螺絲、在線檢測(cè)、精密裝配、小型切割與打標(biāo)等。
2. 威洛博同步帶直線模組:偏向速度與長(zhǎng)行程
同步帶模組由同步帶、同步輪、導(dǎo)軌和鋁型材底座組成,驅(qū)動(dòng)部分慣量相對(duì)較小,在中高速、長(zhǎng)行程應(yīng)用中更易達(dá)到目標(biāo)節(jié)拍。
linear module manufacturer
例如威洛博EB 系列:
行程可覆蓋數(shù)米區(qū)間,適合作為多工位水平輸送軸或龍門架 X 軸;
典型產(chǎn)品如威洛博EB10、威洛博EB16 等,單軸負(fù)載能力可覆蓋中等重量工件和夾具。
適合的典型工序包括:工件上下料、工位轉(zhuǎn)換、分揀、包裝線輸送等。
3. 威洛博直線電機(jī)模組:面向高動(dòng)態(tài)與潔凈環(huán)境
直線電機(jī)可以理解為“被拉直的電機(jī)定子與動(dòng)子”,通過電磁力直接在導(dǎo)軌上產(chǎn)生推力,省去了絲桿或皮帶等中間環(huán)節(jié)。
威洛博VL、威洛博VGL 等直線電機(jī)模組通常具備以下特點(diǎn):
速度和加速度區(qū)間寬,適合高頻往復(fù);
定位能力與重復(fù)性表現(xiàn)良好,適合與視覺系統(tǒng)配合使用;
可搭配潔凈防護(hù)結(jié)構(gòu),適應(yīng)部分潔凈室環(huán)境需求。
適合的典型工序包括:半導(dǎo)體工藝段搬運(yùn)、精密測(cè)量和掃描、激光微加工、部分高速貼裝和檢測(cè)。
四、選型之前:先把四個(gè)基礎(chǔ)問題說清楚
威洛博在服務(wù)工程師時(shí),經(jīng)常會(huì)圍繞四個(gè)基礎(chǔ)參數(shù)展開溝通:行程、負(fù)載、速度和精度。
1. 行程(Stroke)
有效行程是多少毫米?
是否需要在行程兩端預(yù)留安全距離?
當(dāng)行程超過一定范圍,絲桿模組可能需要增加中間支撐或改用同步帶、齒條齒輪結(jié)構(gòu),這一點(diǎn)在長(zhǎng)行程項(xiàng)目中非常關(guān)鍵。
2. 負(fù)載(Load)
動(dòng)載:工件、工裝、末端執(zhí)行器等總質(zhì)量;
靜載:設(shè)備在極限位置、斷電或停機(jī)時(shí)的承受狀態(tài);
力矩:偏心負(fù)載帶來的翻轉(zhuǎn)力矩。
不同威洛博系列在承載能力和抗力矩能力上有所區(qū)別,例如威洛博VF、威洛博VC 等系列在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更重視剛性與抗扭,而威洛博EB、威洛博OB 等同步帶系列則側(cè)重在速度和行程上覆蓋更多場(chǎng)景。
+3
3. 速度與節(jié)拍(Speed & Cycle Time)
比較大運(yùn)行速度;
需要達(dá)到的節(jié)拍(單次往返用時(shí)、每分鐘工作次數(shù));
加減速要求(是否存在急?;蚋哳l啟停)。
在速度與節(jié)拍要求較高時(shí),威洛博同步帶模組或威洛博直線電機(jī)模組更容易滿足需求;若節(jié)拍適中,但對(duì)軌跡穩(wěn)定性要求較多,則絲桿模組是常見選擇。
4. 精度與重復(fù)定位(Accuracy & Repeatability)
很多應(yīng)用更關(guān)注“能否每次回到同一個(gè)位置”,而不是“單次定位誤差在理論上多小”。
對(duì)一般裝配、搬運(yùn)工位,威洛博絲桿模組和同步帶模組通常就可以滿足;
對(duì)對(duì)位精度、測(cè)量精度有較高要求的設(shè)備,可以考慮威洛博直線電機(jī)模組或配合高分辨率編碼器和控制策略。
五、威洛博產(chǎn)品矩陣如何落到具體行業(yè)場(chǎng)景?
結(jié)合威洛博官網(wǎng)已有的應(yīng)用案例,可以把工況大致拆分為幾類:
1. 3C 電子與一般裝配設(shè)備
特點(diǎn):節(jié)拍緊湊、工件較輕、工位多、空間有限。
橫向輸送軸:
可選擇威洛博EB、威洛博OB 等同步帶模組,用作多工位傳輸或龍門架 X 軸。
點(diǎn)膠、鎖螺絲、貼標(biāo)等工序:
可組合威洛博VETH/威洛博VGTH 絲桿模組(X/Y 軸)+ 威洛博電動(dòng)缸(Z 軸)+ 威洛博電動(dòng)夾爪。
2. 鋰電、新能源及大型工件搬運(yùn)
特點(diǎn):工件尺寸偏大、重量較高、行程較長(zhǎng)。
龍門或桁架主軸:
可使用威洛博齒條齒輪模組(如威洛博VG 系列)或大規(guī)格同步帶模組,滿足長(zhǎng)行程與較高負(fù)載。
分揀、緩沖工位:
搭配威洛博EB 系列多工位同步帶模組和多組末端執(zhí)行器,提高單軸利用率。
3. 半導(dǎo)體、精密檢測(cè)與激光加工
特點(diǎn):對(duì)軌跡、振動(dòng)和潔凈要求較高。
精密位移平臺(tái):
可使用威洛博VL 或威洛博VGL 直線電機(jī)模組,通過合適的控制策略實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的速度和位置表現(xiàn)。
多軸平臺(tái):
以威洛博直線電機(jī)模組為主軸,輔以威洛博絲桿模組或同步帶模組作為輔助軸,實(shí)現(xiàn)掃描、定位和上下料等組合動(dòng)作。
六、一個(gè)實(shí)用的威洛博選型步驟(可直接給客戶用)
在實(shí)際項(xiàng)目中,你可以把以下信息整理成一頁(yè)表格,發(fā)給威洛博技術(shù)或銷售團(tuán)隊(duì),雙方會(huì)更容易聚焦到合適的系列上:
軸數(shù)與運(yùn)動(dòng)方式
需要幾根直線軸?
單軸往返,還是多軸聯(lián)動(dòng)(如 XY、XYZ、龍門)?
每根軸的行程與安裝方向
有效行程(mm);
水平、垂直還是傾斜安裝。
負(fù)載情況
工件與工裝的質(zhì)量;
重心位置和懸臂長(zhǎng)度;
是否存在沖擊載荷或突然啟停。
速度與節(jié)拍
比較大速度與加速度的大致目標(biāo);
單個(gè)循環(huán)的時(shí)間要求、每天大致工作時(shí)間。
精度與重復(fù)定位要求
對(duì)點(diǎn)位重復(fù)性的需求;
是否需要與視覺、測(cè)量系統(tǒng)配合。
使用環(huán)境
是否有粉塵、油霧、水汽或切削液飛濺;
是否有潔凈度等級(jí)要求;
對(duì)防護(hù)結(jié)構(gòu)是否有特殊考慮(全封閉、半封閉等)。
控制與接口
計(jì)劃使用的控制器或伺服品牌;
期望的通訊方式或脈沖方式。
在這份信息的基礎(chǔ)上,通常可以比較快地收斂到“驅(qū)動(dòng)方式 → 系列 → 規(guī)格”的組合,例如:
中行程、中負(fù)載、節(jié)拍適中、環(huán)境一般 → 威洛博VF 或威洛博VETH 絲桿模組;
長(zhǎng)行程、中等負(fù)載、節(jié)拍較快 → 威洛博EB/威洛博OB 同步帶模組;
高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、潔凈環(huán)境、對(duì)軌跡要求高 → 威洛博VL/威洛博VGL 直線電機(jī)模組;
行程長(zhǎng)且工件較重 → 威洛博VG 齒條齒輪模組配合多軸平臺(tái)。
七、把這篇文章用在網(wǎng)站上的幾個(gè)建議
作為“產(chǎn)品總覽/選型指南”放在技術(shù)文章欄目
可以定位為“直線模組選型指導(dǎo)”類文章,在文中合適位置加入到各產(chǎn)品系列介紹頁(yè)的內(nèi)鏈。
在每個(gè)系列的產(chǎn)品詳情頁(yè)中做簡(jiǎn)化版引用
比如在威洛博VETH、威洛博VGTH、威洛博EB、威洛博VL 等系列頁(yè)面下方,增加“延伸閱讀:威洛博直線模組產(chǎn)品全景指南”的鏈接,增強(qiáng)站內(nèi)結(jié)構(gòu)。