Cơ cấu truyền động được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, mỗi ứng dụng lại có những yêu cầu riêng biệt. Những lưu ý dưới đây sẽ giúp bạn lựa chọn đúng loại cơ cấu truyền động cho các hệ thống đóng gói tải nặng hoặc máy đóng thùng.

Việc lựa chọn, tính toán kích thước và ứng dụng cơ cấu truyền động tuyến tính không hề đơn giản, vì phải cân nhắc rất nhiều yếu tố như hành trình, chu kỳ làm việc, độ chính xác hay độ lặp lại. Nói cách khác, để chọn đúng cơ cấu truyền động, bạn cần xem xét đầy đủ các thông số kỹ thuật, đồng thời đảm bảo phù hợp với yêu cầu về hiệu suất, tiến độ và ngân sách của dự án.

1. Độ chính xác và độ lặp lại

Trong đa số các ứng dụng đóng gói cuối dây chuyền, độ lặp lại vị trí khoảng 50 μm là hoàn toàn chấp nhận được. Ví dụ, một robot SCARA sử dụng đầu hút chân không hoặc gripper được lắp trên một cơ cấu truyền động tuyến tính. Cơ cấu truyền động sẽ di chuyển robot theo phương tuyến tính đến các vị trí khác nhau để gắp thùng và đặt lên pallet.

Trong trường hợp này, chuyển động cần ổn định, lặp lại tốt và đủ chính xác để robot làm việc hiệu quả, nhưng không nhất thiết phải đạt độ chính xác tuyệt đối. Tuy nhiên, với những ứng dụng yêu cầu định vị chính xác cao hơn, bạn nên tích hợp thêm encoder tuyến tính.

2. Khả năng chịu tải

Bạn cần xác định rõ tải trọng, mômen và lực mà cơ cấu truyền động phải chịu trong các ứng dụng đóng gói tải nặng. Nên xem xét kỹ khi máy chạy ở tốc độ cao và gia tốc lớn, cơ cấu truyền động có thể chịu được bao nhiêu tải, cần kiểm tra các thông số như lực đẩy, tải động và mômen uốn.

Khả năng chịu tải phụ thuộc rất nhiều vào cấu tạo bên trong của cơ cấu truyền động. Dù nhìn bên ngoài có thể giống nhau, nhưng có loại được thiết kế để chịu tải lớn ở tốc độ cao, trong khi loại khác chỉ phù hợp với tải nhẹ.

Lưu ý: Khi so sánh sản phẩm, hãy chú ý đến đơn vị đo. Một số hãng dùng hệ SI (metric), trong khi các hãng khác dùng hệ inch (imperial). Cần quy đổi về cùng hệ để so sánh chính xác.

3. Hành trình và không gian lắp đặt

Bạn cần xác định hành trình làm việc của cơ cấu truyền động cũng như không gian tổng thể mà hệ thống phải đáp ứng.

Ví dụ: cơ cấu truyền động dùng để di chuyển thì robot cần sải dài bao nhiêu? Hay bạn sẽ dùng nhiều cơ cấu truyền động để tạo thành hệ robot Cartesian?

4. Chu kỳ làm việc

Các ứng dụng như xếp pallet hay đóng thùng thường yêu cầu cơ cấu truyền động hoạt động gần như liên tục, di chuyển qua lại giữa các vị trí.

Ngoài ra, bạn cũng nên lưu ý về kế hoạch bảo trì và bôi trơn. Có loại cơ cấu truyền động chỉ cần bôi trơn lại sau 20.000 km vận hành, nhưng cũng có loại cần bảo trì thường xuyên hơn.

5. Môi trường làm việc

Điều kiện môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và độ ổn định của cơ cấu truyền động.

Hệ thống có làm việc trong môi trường bụi, ẩm hoặc có tạp chất không? Có cần sử dụng phớt kín hoặc bellows (ống xếp bảo vệ) để bảo vệ các bộ phận chuyển động không?

6. Hướng lắp đặt

Trong nhiều ứng dụng đóng gói, cơ cấu truyền động thường được lắp ngang. Tuy nhiên, trong hệ đa trục hoặc các ứng dụng như màng co (shrink wrapping) thì lắp theo phương đứng khá phổ biến.

Ngoài ra, với các hệ nhiều trục, cần chú ý đến liên kết giữa các cơ cấu truyền động. Nếu kết nối không đúng cách, hệ thống có thể bị lệch trục, rung, giảm độ chính xác và thậm chí gây hỏng hóc.

7. Tốc độ và gia tốc

Để chọn đúng cơ cấu truyền động cho bài toán đóng gói, trước hết bạn cần xác định rõ tốc độ di chuyển, cũng như yêu cầu về gia tốc và giảm tốc.

Hoặc trong một số trường hợp, robot chỉ cần được đưa vào vị trí trong vài giây để thực hiện thao tác pick & place, sau đó phải nhanh chóng quay về vị trí ban đầu. Đây là những thông tin rất quan trọng mà nhà cung cấp cơ cấu truyền động cần biết.

Một số cơ cấu truyền động tải nặng có thể vừa chịu tải lớn vừa đạt tốc độ lên tới 5 m/s, trong khi các loại khác sẽ bị giới hạn về tốc độ hoặc tải trọng.

8. Cấu tạo cơ cấu truyền động

Như đã đề cập, nhìn bên ngoài nhiều cơ cấu truyền động khá giống nhau. Phần lớn đều sử dụng thân nhôm định hình anod hóa để vừa nhẹ vừa cứng. Tuy nhiên, điểm khác biệt thực sự nằm ở cấu tạo bên trong.

Với các ứng dụng đóng gói tải nặng, việc đi sâu vào cấu trúc chi tiết là rất cần thiết.

Một yếu tố quan trọng là hệ dẫn hướng. Bạn nên ưu tiên các hệ sử dụng thanh dẫn hướng tuyến tính có preload (tiền ép), vì chúng giúp tăng độ cứng vững, độ chính xác và độ lặp lại của toàn bộ hệ thống. Các loại bánh xe dẫn hướng bọc cao su hoặc nhựa có thể hoạt động ổn lúc đầu, nhưng độ bền và độ cứng không thể so sánh với hệ dẫn hướng preload.

Ngoài ra, cần xem xét đến bạc đạn. Các loại bạc đạn tuyến tính preload, làm từ thép cấp máy công cụ, sẽ giúp cải thiện đáng kể độ cứng và độ chính xác của hệ thống.

(Những cơ cấu truyền động có kết cấu chắc chắn không chỉ phù hợp với công đoạn đóng gói cuối dây chuyền mà còn dùng tốt cho các ứng dụng như đóng thùng, đóng hộp và di chuyển tải nặng trên các trục song song.)

Đối với cơ cấu truyền động truyền động bằng dây đai, cần chú ý thêm đến cấu tạo trục và pulley:

Bạn nên chọn pulley bằng thép để đảm bảo độ bền và tuổi thọ. Ưu tiên các cụm trục được gia công nguyên khối, giúp loại bỏ hiện tượng trượt giữa pulley và trục (so với kiểu ép lắp nhiều chi tiết). Chọn pulley có vành dẫn hướng dây đai dạng bắt bulong chắc chắn, thay vì loại ép hoặc tạo hình mỏng

Và ưu tiên sử dụng bạc đạn bi hướng tâm preload thay vì bạc lót bằng nhựa hoặc đồng

Những chi tiết này cộng lại sẽ tạo nên một cơ cấu truyền động “chuẩn tải nặng”, đủ khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt của dây chuyền đóng gói.

9. Lựa chọn hộp số và động cơ

Với các cơ cấu truyền động đai tốc độ cao trong ứng dụng đóng gói, hơn 95% trường hợp sẽ cần sử dụng hộp số (gearbox) hoặc bộ giảm tốc để phù hợp với quán tính và tăng mô men.

Ngoài ra, bạn nên hỏi về dữ liệu tính toán để chọn động cơ. Một nhà cung cấp tốt có thể cung cấp đầy đủ dữ liệu kỹ thuật để nhà sản xuất động cơ tính toán và lựa chọn chính xác, đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động tối ưu. Một số hãng thậm chí cung cấp sẵn tài liệu này trong báo giá.

Là nhà phân phối chính hãng các sản phẩm THK tại Việt Nam, Temas không chỉ mang đến danh mục sản phẩm đầy đủ từ thanh trượt dẫn hướng tuyến tính, vít me bi, bàn trượt, thanh trượt chữ thập đến xy lanh điện, mà còn cung cấp giải pháp tổng thể cho khách hàng.

Nếu bạn đang cần chọn thanh trượt dẫn hướng tuyến tính THK phù hợp cho bài toán thực tế, Temas sẵn sàng hỗ trợ phân tích và đề xuất phương án tối ưu cho yêu cầu của bạn. Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn ngay.

Nguồn: Linear Motion Tips