Ronde geleiderails versus vierkante geleiderails voor CNC-freesmachines

Laatste update: 2024-05-27 Door 7 Min Lees

Ronde geleiderails versus vierkante geleiderails voor CNC-freesmachines

Ronde geleiderails VS Vierkante geleiderails voor CNC-routers

CNC lineaire railkit

Lineaire geleiderails (CNC lineaire rail kit) zijn er in twee typen, ronde geleiderails en vierkante geleiderails. Ronde geleiderails zijn het eerst ontstaan, maar bieden niet de precisie die vierkante geleiderailcomponenten bieden. De ronde geleiderail is echter de voorkeursgeleiderail voor verticale bewegingen met zware lasten. De toepassing bepaalt welk type lineaire geleiderail moet worden gebruikt. De criteria om de ene boven de andere te kiezen, zijn niet anders dan bij het kiezen van een andere Cnc router component, specificeer het ontwerp, definieer systeemdoelen en werk vanuit eerdere successen en fouten. Maar iedereen met weinig ervaring kan eenvoudige fouten maken. De beste plek om te beginnen is het leren van de fundamentele kwaliteiten van elk type en het adopteren van de meest relevante voor de toepassing.

Ronde geleiderailtechnologie is de afgelopen 60 jaar tot bijna perfectie geperfectioneerd en vierkante geleiderails zijn er al een respectabele 35 jaar. De meeste inherente ontwerpproblemen zijn al lang opgelost en de materialen zijn drastisch verbeterd. De meeste problemen ontstaan ​​door verkeerd gebruik en verkeerde toepassing. En de belangrijkste redenen voor verkeerde toepassing komen vaak voort uit een persoonlijke vooringenomenheid of vooroordeel, een verkeerde berekening of een esthetisch oordeel. Dat wil zeggen, een relatief kleine lineaire profielrail kan prima voldoen aan de belasting, snelheid en alle andere vereisten. Maar wanneer deze op de CNC-router wordt gemonteerd, zou een kritisch oog kunnen concluderen dat deze er zwak en absoluut te klein uitziet.

Het ene type lineaire kogelbusgeleider is niet per se gemakkelijker te gebruiken dan het andere. De keuze hangt volledig af van de specifieke toepassing. Over het algemeen kan een bepaald vierkant-railcomponent meer kosten dan het ronde, maar andere vereisten, waaronder systeemkosten, moeten worden aangepakt. Deze items omvatten op zijn minst de kosten voor het voorbereiden van het CNC-freesbed of een ander montageoppervlak om het railsysteem te kunnen huisvesten, de benodigde positioneringsnauwkeurigheid en de beschikbare ruimte voor het lineaire-railsubsysteem.

Maar voordat u potlood op papier of muis op pad zet, moet u beslissen of u een vierkante of ronde rail wilt. Wanneer de toepassing eruitziet alsof het beide kanten op kan, voer dan voorlopige berekeningen uit op de meest kritische kwaliteiten en zorg ervoor dat u niets over het hoofd ziet.

Ronde geleiderails

Ronde geleiderails voor CNC-freesmachines

Vóór de komst van vierkante geleiderails werd verwacht dat ronde geleiderails aan elke lineaire bewegingsregelsituatie voldeden. En jarenlang deden ze dat bewonderenswaardig. Maar omdat gebruikers van CNC-freesgereedschap nauwere toleranties eisten voor bepaalde taken, gaven CNC-freesfabrikanten de voorkeur aan de klassieke methode van frezen en schrapen. Ronde geleiderails werden gebruikt voor randapparatuur wanneer ze niet aan de tolerantievereisten konden voldoen.

Dit maakte ronde geleiderails niet minder waardevol of overbodig. Hun voordelen wegen nog steeds op tegen hun nadelen. Ronde geleiderails zijn over het algemeen goedkoper dan vierkante geleiderails, maar dat zou niet het primaire criterium moeten zijn voor welke toepassing dan ook. Een vierkante rail kan daadwerkelijk falen, terwijl een ronde rail soepel en foutloos kan werken. Ronde geleiderails zijn bijvoorbeeld vergevingsgezinder voor verkeerde uitlijning, slechte parallelliteit en momentbelastingen in de meeste CNC-machines en laten meer variatie in railhoogte toe dan vierkante railsystemen. Toch kunnen ze een rechtlijnigheid van 0.01 inch voor 10 ft aanhouden. Ook zorgt het kleine rolelement ervoor dat de ronde railbeweging soepeler is.

Om deze nauwkeurigheid te bereiken, hebben ze alleen ondersteuning aan de uiteinden nodig, hoewel veel op meerdere punten of over hun volledige lengte worden ondersteund. Hierdoor kunnen de rails zonder problemen over gaten heen en veilig van de ene ondersteuning naar de andere gaan. Wanneer het ronde-railsysteem alleen een schacht-rail-assemblage vereist (een schacht, een rail of een schacht en twee aan de uiteinden ondersteunde blokken met vier kussenblokken), zijn de voorbereidingskosten lager dan bij de vierkante rail. Over het algemeen is de installatie van ronde rails relatief eenvoudig en goedkoop. En service en vervanging zijn gunstig voor de ronde rail.

Vierkante geleiderails (profielgeleiderails)

Vierkante geleiderails (profielgeleiderails) voor CNC-routers

Vierkante geleiderails werden oorspronkelijk ontworpen voor de CNC-freesgereedschapsindustrie. Ze vervingen geïntegreerde wagens en wegen, die integrale delen van het CNC-freesbed zijn. Niettemin bieden sommige traditionele wagens en wegen nog steeds een hoge nauwkeurigheid in bepaalde situaties.

Vierkante geleiderails zijn stijver en stijver, maar hebben rechte, doorlopende ondersteuning nodig met strikte vereisten voor vlakheid en parallelliteit; ze kunnen niet de openingen overbruggen die een ronde rail kan. Omdat CNC-routerfabrikanten echter gewend zijn aan nauwkeurige bedvoorbereiding, is dit geen probleem.

Het belangrijkste voordeel van vierkante geleiderails is hun hoge positioneringsnauwkeurigheid, vooral handig bij frezen en slijpen. Ze houden 0.0002 tot 0.001 inch vast over een lengte van 10 ft, vergeleken met 0.01 inch voor ronde geleiderails. Ze kunnen deze precisie ook aan voor een momentbelasting; een enkele wagen en enkele rail zijn hiervoor beter geschikt dan een ronde rail. En omdat de vierkante rail hogere belastingen met hoge nauwkeurigheid aankan, tolereren de meeste gebruikers iets minder gladheid dan de ronde geleiderails bieden.

Hoewel een enkele profielraileenheid een momentbelasting aankan, wordt dit niet altijd aanbevolen. Er moeten twee of meer eenheden worden gebruikt om de belasting in evenwicht te brengen of het gewicht te verdelen. Eén vierkante rail kan echter passen waar twee ronde geleiderails nodig zouden zijn. Profielrails zijn ook gemakkelijker te gebruiken omdat ze één of twee onderdelen nodig hebben voor een compleet systeem, de rail en de wagen, terwijl de ronde rail uit een paar onderdelen meer bestaat.

Vierkante geleiderails hebben een hogere belastingslevensduurcapaciteit, gedefinieerd als de hoeveelheid belasting die de eenheid overleeft bij het afleggen van een bepaalde afstand. Bijvoorbeeld, een capaciteit van 20,000 N is gebaseerd op een beoordeling van 100 km. En de slijtage is minimaal omdat de rail niet glijdt maar wel rolcontact heeft. De levensduur van vierkante rails hangt voornamelijk af van het type omgeving waarin deze zich bevindt, de juiste smering en het onderhoud. Als alle andere zaken gelijk zijn, zijn ronde geleiderails iets toleranter omdat ze niet zo'n strak pakket zijn en niet zo gevoelig voor kleine variaties. Een vierkante rail is gevoeliger voor vuil en impact, hoewel deze wel een hogere capaciteit en weerstand heeft tegen impacts die het rolelement niet beïnvloeden.

Gezien het slijtageaspect heeft de ronde rail ook natuurlijke mogelijkheden om vuil af te voeren. Vierkante rails zijn verborgen voor directe toegang, maar werpen niet noodzakelijkerwijs vuil af. Met een vloeiende aandrijfkracht die op de rail wordt toegepast, presteert een ronde rail beter dan een vierkante rail, omdat de vierkante rail omhoog kan trekken op sommige racegebieden, terwijl de ronde rail minder neigingen heeft om omhoog te trekken.

Selecteer een type rail dat u wilt gebruiken voordat u begint met de lay-out van de CNC-routercomponenten. De bevestigingspunten zijn radicaal verschillend tussen ronde en vierkante geleiderails, en het gebied waarin u moet werken, varieert, net als de belastingsclassificatie voor de fysieke grootte. Als het later niet lukt, is het gemakkelijker om van het ene merk vierkante rail naar het andere te wisselen dan van een vierkante naar een ronde rail. Alle fabrikanten volgen standaarden die een zekere mate van uitwisselbaarheid binnen een type toestaan.

Efficiëntie kan vanuit twee hoeken worden benaderd. Eén daarvan heeft te maken met de wrijvingscoëfficiënt; minder wrijving betekent een lagere invoerenergie. De wrijving van een ronde rail is iets lager en de werking ervan is soepeler dan een profielrail. Maar degenen die regelmatig vierkante geleiderails gebruiken, leveren voldoende vermogen om de rails voldoende goed aan te drijven. Sommigen beschouwen efficiëntie ook vanuit het standpunt van de algehele omhulling of grootte. De kleinere profielrail biedt een kleiner pakket voor hogere belastingen.

Schokbelasting, net als een directe impactbelasting, heeft invloed op alle lagers. Vierkante geleiderails kunnen een zwaardere belasting aan dan een kleine unit, dus de schok is meer een impactkracht. Maar in alle gevallen is de rail afgestemd op de capaciteit van de normale belasting, niet op een schokbelasting. Er is geen significant verschil, behalve dat bij zware machines een schok schadelijker is, alleen al vanwege de pure massa.

Vierkante geleiderails worden geleverd met een aantal kritische milieu-deratings, die doorgaans te vinden zijn in de handleiding of ontwerphandleiding van de fabrikant. Helaas houden ontwerpers niet vaak genoeg rekening met deratingfactoren in de beginfase van het ontwerp voor ronde of vierkante geleiderails. De standaard duty-cycle-classificatie in de VS is bijvoorbeeld 2 miljoen inch of 50 km en 100 km of 4 miljoen inch voor de Europese markt. Vaak bevelen de normen aan dat een railsysteem niet verder wordt gebruikt dan 25 of 50% van de nominale capaciteit.

Het staat in de catalogus

De meeste catalogi voor lineaire rol- en kogelgeleiders bevatten toepassings- en technische informatie voor dimensionering en installatie. Deze parameters zijn vereist voor het bepalen van de dynamische belasting- en momentclassificaties en de statische belasting- en momentcapaciteiten, waaronder pitch, roll en yaw. Catalogi bevatten ook grafieken en vergelijkingen voor het bepalen van de levensduur van de lagerbeweging op basis van de dynamische belastingclassificatie en toegepaste dynamische belastinginvoerparameters. Elke lineaire rol- of kogelgeleider heeft unieke specificaties voor snelheid, versnelling, toleranties, voorspanning en temperatuurbereik.

De meest kritische parameter voor profielgeleiders is de loopparallelliteit, die in het bereik van enkele micrometers ligt. Als u deze niet nauwgezet volgt, binden of slijten de lagers voortijdig. Om dergelijke problemen te voorkomen, behandelen installatiegidsen nauwgezet het onderwerp van de voorbereiding van het montageoppervlak, montagetoleranties en railparallelliteit. Installatiegegevens omvatten ook verticale railoffset, verticale en laterale wagenoffset, montagegattoleranties, boutkoppel en stompe verbindingen.

Ronde lineaire kogellagers vereisen dezelfde overwegingen als profielrails, plus een paar. Polaire grafieken illustreren de dynamische belastingscapaciteit en grafieken tonen de belastinglevensduur. De lage wrijvingscoëfficiënt van 0.001 en zelfuitlijnende specificaties die aan ronde geleiderails worden gegeven, elimineren de noodzaak voor de deratingfactoren die gewoonlijk aan profielrails worden toegewezen.

Ronde geleiderails of vierkante geleiderails

Ronde geleiderails en vierkante geleiderails

Toepassingen

Terwijl vierkante lineaire geleiderails ooit vele malen duurder waren dan ronde technologie vanwege de uitgebreide slijpvereisten die inherent zijn aan het ontwerp, hebben nieuwe productietechnieken en schaalvoordelen ingenieurs aangemoedigd om vierkante geleiderails te gebruiken in een bredere toepassingsruimte. Vierkante lineaire geleiderails zijn nu te vinden in veel van dezelfde toepassingen die ooit alleen werden ondersteund door ronde geleiderails.

De meeste toepassingen kunnen ronde of vierkante geleiderails gebruiken. Maar sommige rails worden vervangen door het andere type omdat de eerste niet werkt. Dat was het geval in een ziekenhuisbed waar de ontwerper begon met een vierkante rail voor axiale beweging. Maar de assemblage zou vastlopen; het kon niet vrij bewegen tenzij de bevestigingsbouten werden losgedraaid om enige draaibeweging toe te staan. Het bedframe was gewoon niet stijf genoeg. De vierkante rail moest worden vervangen door de zelfuitlijnende ronde rail.

Een andere toepassing die met een soortgelijk probleem kampte, was een vierkante rail die op een plaatmetalen basis in een verkoopautomaat was gemonteerd. De rail werkte niet omdat de plaatmetalen montage niet stijf genoeg was. Soms herhalen ontwerpers fouten wanneer ze hetzelfde probleem vanuit een ander perspectief bekijken. Een ingenieur die bekend is met ronde geleiderails, kan de neiging hebben om ermee door te gaan, ongeacht de toepassingsbehoeften voor een hogere nauwkeurigheid. Maar de meeste toepassingen hebben de nauwkeurigheid van de vierkante rail niet nodig. Ze moeten naar de totale systeemkosten kijken, niet alleen naar de componentkosten. En dat betekent dat de vereisten voor alle randapparatuur en uitgebreide problemen moeten worden opgenomen.

De belasting/levensduurgrafiek van de ronde rail geeft de grensbelasting voor een gegeven kogellager aan. Ga naar de grafiek met de maximale belasting van het zwaarst belaste lager en de vereiste levensduur en zoek waar de twee lijnen elkaar kruisen. Het gebied door of boven en rechts van het kruispunt geeft de meest geschikte lagers aan.

De oriëntatie van het lager of de richting van de toegepaste belasting bepaalt de dynamische belastingscapaciteit van een kogellager. De correctiefactor wordt gevonden vanuit de richting van de toegepaste belasting ten opzichte van de oriëntatie van de kogelbanen van het lager, zoals weergegeven in de polaire grafiek. Om de belastingscapaciteit te bepalen, vermenigvuldigt u de correctiefactor K met de dynamische belastingscapaciteit van de specifieke eenheid.

Vierkante geleiderails kunnen ronde geleiderails overtreffen in specifieke omstandigheden die hogere stijfheid en meer compactheid vereisen in termen van draagvermogen ten opzichte van de grootte. Over het algemeen bieden profielgeleiderails een hoger draagvermogen, nauwkeurigheid en stijfheid, en een langere levensduur.

Vierkante geleiderails moeten extreem parallelle oppervlakken hebben om vastlopen en overmatige slijtage te voorkomen. Ze nemen de vorm van het montageoppervlak aan, waardoor strikte naleving van de parallelliteitsspecificaties noodzakelijk is.

Ronde geleiderails versus vierkante geleiderails in één oogopslag

KenmerkRonde geleiderailsVierkante geleiderails
KostenOver het algemeen minder duurOver het algemeen duurder
InstallatieGemakkelijker uit te lijnen en te installerenVereist nauwkeurigere uitlijning en montage
BewegingsvloeiendheidSoepeler bewegen met minder wrijvingGoede beweging, maar kan meer wrijving hebben dan ronde rails
Laad capaciteitLagere draagkrachtHogere draagkracht
StabiliteitKan doorbuigen of buigen onder zware lastenStabieler, minder kans op doorbuigen onder zware lasten
DuurzaamMinder duurzaam bij zwaar en continu gebruikDuurzamer, geschikt voor zware toepassingen
AanvraagIdeaal voor lichtere en minder veeleisende toepassingenIdeaal voor zware en zeer nauwkeurige toepassingen
VeelzijdigheidVerkrijgbaar in verschillende diameters en lengtesVerkrijgbaar in verschillende maten, maar over het algemeen stijver
OnderhoudGemakkelijker te onderhouden dankzij het eenvoudige ontwerpKan meer onderhoud vereisen vanwege de complexiteit
precisieMinder nauwkeurig in scenario's met hoge belastingHoge precisie, geschikt voor precisiebewerking
FlexibiliteitFlexibeler en kan kleine afwijkingen opvangenMinder flexibel, vereist nauwkeurige uitlijning

Veilige werkpraktijken voor CNC-routers en CNC-bewerkingscentra

2017-03-15 Vorige bericht

Hoe kalibreer ik de precisie van een CNC-houtfrees?

2017-04-10 Volgend bericht

Verder lezen

2025 Beste CAD/CAM-software voor CNC-machines (gratis en betaald)
2025-02-06 2 Min Read

2025 Beste CAD/CAM-software voor CNC-machines (gratis en betaald)

Op zoek naar gratis of betaalde CAD- en CAM-software voor CNC-bewerking op Windows, macOS en Linux? Bekijk deze gids om de 21 beste CAD/CAM-software te vinden 2025 voor populaire CNC-machines, waaronder AutoCAD, MasterCAM, PowerMill, ArtCAM, AlphaCAM, Fusion 360, SolidWorks, hyperMill, UG & NX, SolidCAM, Solid Edge, BobCAD, ScultpGL, K-3D, Antimony, Smoothie 3D, DraftSight, CATIA, CAMWorks, HSM, SprutCAM.

2025 Beste CNC-routers voor aluminium
2025-02-05 7 Min Read

2025 Beste CNC-routers voor aluminium

Vind en koop de beste CNC-freesmachines van 2025 voor 2D/3D bewerking van aluminium onderdelen, frezen van mallen, reliëfsculpturen, snijden van aluminium platen, buizen en profielen.

Een gids voor het kopen van uw eerste CNC-router in 2025
2025-02-05 14 Min Read

Een gids voor het kopen van uw eerste CNC-router in 2025

Deze gids helpt u te begrijpen wat een CNC-freesmachine is? Hoe werkt het? Welke typen zijn er? Waarvoor wordt het gebruikt? Hoeveel kost het? Hoe kiest en koopt u er een?

Weihong NcStudio CNC-controller V5.5.60 ENGELS Installatie
2025-02-05 2 Min Read

Weihong NcStudio CNC-controller V5.5.60 ENGELS Installatie

Weihong NcStudio CNC Machine Vision Controller V5.5.60 NEDERLANDS ondersteunt de functies Advance Start, Breakpoint Resume, MPG Wizard, Reverse Cutting en meer.

Top 10 beste CNC-machinefabrikanten en -merken ter wereld
2025-02-05 18 Min Read

Top 10 beste CNC-machinefabrikanten en -merken ter wereld

Wij hebben de top 10 van beste CNC-machinefabrikanten en -merken uitsluitend ter referentie vermeld, waaronder Haas, Mazak, DMG MORI, Trumpf, MAG, AMADA, Hardinge, Okuma, EMAG en Makino ter wereld.

22 Meest voorkomende CNC-routerproblemen en oplossingen
2025-02-05 7 Min Read

22 Meest voorkomende CNC-routerproblemen en oplossingen

U kunt te maken krijgen met verschillende problemen bij het gebruik van CNC-routermachines. In dit artikel leert u de 22 meest voorkomende problemen en oplossingen voor probleemoplossing kennen.

Plaats uw beoordeling

Beoordeling van 1 tot 5 sterren

Deel je gedachten en gevoelens met anderen

Klik om de captcha te wijzigen