Stoły przesuwne SMC

Stoły przesuwne SMC to pneumatyczne moduły liniowe łączące funkcję siłownika i precyzyjnej prowadnicy. Umożliwiają one ruch posuwisty z wysoką dokładnością pozycjonowania, minimalnym luzem i dużą sztywnością, zapewniając jednocześnie kompaktową konstrukcję. Stanowią kluczowy element mikromechanizmów, robotów montażowych i układów pick & place.

Wewnątrz stołu przesuwnego znajduje się tłok połączony z wózkiem przesuwającym się po prowadnicy kulkowej lub rolkowej. Ciśnienie powietrza doprowadzane do jednej z komór cylindra powoduje ruch tłoka i wózka. Dzięki prowadnicy ruch odbywa się liniowo, z zachowaniem precyzji pozycjonowania na poziomie setnych milimetra.

Seria MXQ to najpopularniejszy typ stołów przesuwnych z prowadnicą z kulkami w obiegu zamkniętym, która zapewnia wyjątkowo płynny ruch i dużą sztywność. Modele MXQ charakteryzują się kompaktową budową, niskim momentem tarcia oraz możliwością montażu czujników i przyłączy pneumatycznych z jednej lub obu stron.

Wersja MXQ*A-Z umożliwia doprowadzenie powietrza z obu stron stołu, co ułatwia jego integrację w ograniczonych przestrzeniach i pozwala na dowolne ustawienie przewodów. Zwiększa to elastyczność montażu oraz umożliwia symetryczne sterowanie w złożonych układach automatyki.

Oba modele mają tę samą konstrukcję prowadnicy i tłoka, ale MXQ*C-Z ma przyłącza z jednej strony, co upraszcza montaż i ogranicza długość przewodów pneumatycznych. Wersja A-Z jest przeznaczona do aplikacji, gdzie wymagany jest dostęp z obu stron, natomiast C-Z – do kompaktowych układów o stałym kierunku przepływu.

Seria MXQ obejmuje średnice Ø6, Ø8, Ø12, Ø16, Ø20 i Ø25 mm oraz skoki od 10 do 200 mm. Tak szeroka gama pozwala na dopasowanie do każdej aplikacji – od precyzyjnego montażu elementów elektronicznych po transport komponentów mechanicznych w liniach produkcyjnych.

Dokładność pozycjonowania dla serii MXQ wynosi ±0,02 mm, natomiast powtarzalność ruchu sięga ±0,01 mm. Taki poziom precyzji pozwala na wykorzystanie stołów w zadaniach kalibracyjnych, mikroobróbce i montażu elementów o bardzo małej tolerancji wymiarowej.

Seria MXJ to miniaturowe stoły przesuwne przeznaczone do ruchów o bardzo małym skoku i wysokiej precyzji. Posiadają prowadnicę o średnicy Ø4.5, Ø6 lub Ø8 mm oraz zintegrowany siłownik o ultra-niskim tarciu. Dzięki temu MXJ osiąga dokładność pozycjonowania do ±0,005 mm, co czyni go jednym z najdokładniejszych pneumatycznych stołów na rynku.

Stoły MXJ stosowane są w automatyce laboratoryjnej, mikromontażu komponentów optycznych, produkcji mikroczipów, precyzyjnych urządzeniach pomiarowych oraz w montażu SMT. Ze względu na małe wymiary i wysoką czułość nadają się do przenoszenia lekkich elementów (do 1 kg).

Model MXS to kompaktowy stół z prowadnicą rolkową, charakteryzujący się wyższą nośnością i odpornością na momenty zginające. MXQ z kolei wykorzystuje prowadnicę kulkową, zapewniającą płynniejszy ruch i większą dokładność. MXS sprawdza się w aplikacjach o większym obciążeniu, a MXQ – w precyzyjnych ruchach krótkodystansowych.

Prowadnica rolkowa opiera się na układzie hartowanych wałków tocznych, które rozkładają obciążenie równomiernie na całej długości prowadnicy. Pozwala to osiągnąć bardzo dużą sztywność poprzeczną i odporność na uderzenia, co jest niezbędne przy dynamicznych ruchach w pionie lub pod kątem.

Wersja MXSL została zaprojektowana z osiowo symetrycznym układem prowadnic i portów pneumatycznych, co umożliwia pracę stołu w dowolnej orientacji bez konieczności zmiany konfiguracji. Taka konstrukcja jest szczególnie przydatna w robotach przemysłowych, gdzie stół musi pracować w wielu osiach.

MXSL jest nieco lżejszy, ma krótszą całkowitą długość i uproszczoną konstrukcję montażową. Jego cechą charakterystyczną jest idealna symetria geometryczna, dzięki której można go obracać o 180° bez zmiany układu przyłączy czy czujników. W systemach wieloosiowych znacznie upraszcza to instalację.

Seria MXH-Z to ultrakompaktowy stół przesuwny o bardzo małej wysokości korpusu i krótkiej długości całkowitej. Zastosowano w nim cienką prowadnicę z podwójnym rzędem kulek, która zapewnia wysoki moment odporności na skręcanie przy zachowaniu niskiej masy. To idealne rozwiązanie do aplikacji z ograniczoną przestrzenią montażową.

Pomimo niewielkich wymiarów, MXH-Z przenosi obciążenia pionowe do 30 N i momenty zginające do 0,3 N·m. Dzięki temu sprawdza się w lekkich aplikacjach manipulacyjnych, takich jak pozycjonowanie kamer, czujników lub precyzyjnych chwytaków pneumatycznych.

Stoły SMC mogą pracować z suchym, filtrowanym powietrzem klasy 5 µm, bez zawartości oleju. W środowiskach czystych (cleanroom) dopuszcza się stosowanie azotu lub powietrza jonizowanego, o ile ciśnienie robocze nie przekracza 0,7 MPa.

Standardowy zakres ciśnienia roboczego to 0,15–0,7 MPa, natomiast dla wersji miniaturowych (MXJ, MXH-Z) od 0,1 MPa. Minimalne ciśnienie startowe wynosi ok. 0,08 MPa, dzięki czemu stoły te mogą pracować z dużą czułością w niskociśnieniowych systemach precyzyjnych.

• MXJ: 5–25 mm

• MXQ: 10–200 mm

• MXS: 10–150 mm

• MXH-Z: 5–75 mm

• MXSL: 10–100 mm

Tak szeroki zakres pozwala dostosować produkt do ruchów mikroprecyzyjnych, jak i szybkich przesunięć transportowych.

• Korpus: aluminium anodowane,

• Prowadnice: stal nierdzewna hartowana,

• Elementy toczne: stal chromowa lub nierdzewna SUS440C,

• Uszczelnienia: NBR lub FKM.

Materiały te zapewniają odporność na korozję i trwałość powyżej 50 mln cykli pracy.

Wszystkie modele mogą być wyposażone w czujniki magnetyczne D-M9, D-A93, D-M7, montowane w rowkach prowadnicy. Dzięki wbudowanym magnesom tłokowym możliwa jest precyzyjna detekcja położenia wózka w dowolnym punkcie skoku.

Prowadnica z kulkami w obiegu zapewnia beztarciowy ruch liniowy dzięki tocznym elementom biegnącym po hartowanej bieżni. Układ ten tworzy zamknięty obieg kulek, które krążą między wózkiem a prowadnicą, eliminując zjawisko ślizgu i minimalizując luz roboczy. Efektem jest bardzo płynny, cichy i dokładny ruch.

Prowadnice kulkowe (MXQ) zapewniają większą dokładność i płynność ruchu, natomiast rolkowe (MXS) – większą sztywność i odporność na przeciążenia. Wybór zależy od aplikacji: kulkowe są lepsze do montażu precyzyjnego, a rolkowe – do szybkich, dynamicznych zadań transportowych lub chwytających.

Dla typowego modelu MXQ16:

• moment wokół osi pitch (Mp) – do 1,8 N·m,
• yaw (My) – do 1,6 N·m,
• roll (Mr) – do 2,1 N·m.

Dla MXS o tej samej średnicy wartości są o ok. 30% wyższe, dzięki prowadnicy rolkowej o większym przekroju.

Nośność zależy od wielkości stołu:

• MXJ: do 10 N,
• MXH-Z: do 30 N,
• MXQ: 50–200 N,
• MXS: 100–400 N.

Dzięki temu SMC pokrywa pełne spektrum – od mikromechaniki po robotykę przemysłową.

W zależności od modelu i obciążenia:

• MXJ: 10–300 mm/s,

• MXQ: 50–500 mm/s,

• MXS: do 700 mm/s.

Przy stosowaniu tłumików przepływu możliwa jest płynna regulacja prędkości w całym zakresie bez efektu odbicia w pozycjach krańcowych.

Dzięki minimalnemu tarciu i niskiej masie ruchomej, czasy reakcji (czas od zadania sygnału do rozpoczęcia ruchu) wynoszą poniżej 20 ms dla MXJ i MXH-Z oraz ok. 30–50 ms dla MXQ i MXS. Odpowiada to dynamice pracy stosowanej w systemach robotów pick&place.

Zalecane ciśnienie robocze to 0,3–0,6 MPa, przy czym najlepsze wyniki uzyskuje się przy 0,5 MPa. Zbyt niskie ciśnienie powoduje spowolnienie ruchu i spadek siły, a zbyt wysokie – skraca żywotność uszczelnień.

Wewnątrz korpusu znajduje się dwukomorowy siłownik z tłokiem połączonym z prowadnikiem wózka. Tłok przesuwa się wzdłuż osi, przenosząc siłę poprzez stalowe łączniki na wózek, który porusza się po łożyskach kulkowych. Całość osadzona jest w aluminiowym profilu o wysokiej sztywności geometrycznej.

Nie – są fabrycznie nasmarowane smarem litowym niskotarciowym o długiej trwałości. SMC zaleca jedynie kontrolę czystości środowiska pracy i unikanie kontaktu z pyłem lub środkami chemicznymi. Smarowanie uzupełniające jest wymagane dopiero po 30–40 mln cykli.

MXH-Z ma niższy profil korpusu i krótszy całkowity wymiar przy tym samym skoku roboczym. W efekcie może być montowany w miejscach, gdzie przestrzeń pionowa lub pozioma jest skrajnie ograniczona. Z tego powodu MXH-Z znajduje zastosowanie w mikromanipulatorach i układach wielowarstwowych.

Tak – konstrukcja z podwójną prowadnicą i niskim luzem bocznym umożliwia pracę w każdej orientacji: pionowej, poziomej, pod kątem. W aplikacjach pionowych zaleca się stosowanie zaworu z funkcją hamulca (np. VZM lub SYJ) lub zewnętrznej blokady pneumatycznej.

SMC oferuje:

• mocowanie czołowe (front mount),
• montaż dolny przez otwory gwintowane,
• montaż boczny z wykorzystaniem płytek adapterowych,
• mocowanie płytowe w systemach modułowych.

Wersje MXQA-Z i MXQC-Z wyposażone są dodatkowo w symetryczne otwory montażowe umożliwiające montaż od dowolnej strony.

Stosuje się standardowe czujniki magnetyczne SMC:

• D-M9, D-A9, D-M7 – czujniki miniaturowe,

• D-P5DW – czujnik dwupozycyjny,

• D-MP4 – czujnik analogowy do pozycjonowania.

Mogą być montowane bezpośrednio w rowkach prowadnicy, co eliminuje potrzebę dodatkowych uchwytów.

Najczęstsze błędy to:

• nieosiowe połączenie z elementem roboczym,
• zbyt sztywne mocowanie wózka,
• niewłaściwe zasilanie (zmienne ciśnienie),
• zanieczyszczenia w torze powietrza.

Każdy z tych błędów może prowadzić do zwiększonego luzu lub zatarcia prowadnicy.

Przy zachowaniu prawidłowych warunków pracy (czyste powietrze, ciśnienie 0,5 MPa, brak obciążeń bocznych), żywotność wynosi ponad 50 milionów cykli. W wersjach MXQ i MXS z prowadnicą hartowaną nawet 70 milionów cykli.

Tak, często stosuje się je w połączeniu z siłownikami serii MX5 lub MGP, gdzie stół pełni funkcję stabilnej prowadnicy, a siłownik – źródła napędu. W układach takich można uzyskać zarówno wysoki moment obrotowy, jak i doskonałą stabilność pozycji.

Stoły SMC wykorzystywane są do:

• pozycjonowania płytek PCB,

• przesuwania głowic lutujących,

• mikropozycjonowania sensorów,

• precyzyjnego nanoszenia klejów i past.

Dzięki powtarzalności ±0,01 mm zapewniają idealną zgodność z wymogami montażu powierzchniowego (SMT).

Wersje MXQ-Z i MXJ dostępne są w wykonaniu czystym (Clean Series) – z uszczelnieniami o niskim pyleniu i specjalnym smarem H1. Mogą pracować w pomieszczeniach klasy ISO 6–7, co jest wymagane w elektronice i medycynie.

SMC stosuje pneumatyczne tłumienie krańcowe (wewnętrzne przepływy) lub amortyzatory mechaniczne w postaci elastomerowych wkładek. W wersjach MXS dostępne są zintegrowane tłumiki hydrauliczne, które pozwalają uzyskać łagodne wyhamowanie bez odbicia.

Dla stołów MXQ i MXS odchylenie równoległości wynosi 0,02 mm/100 mm, a prostopadłości 0,03 mm/100 mm. Wersja MXJ, jako mikropozycjoner, osiąga dokładność nawet 0,01 mm/50 mm.

Tak. Modele MXQ, MXS i MXH-Z mogą być łączone w układy XY, XYZ lub nawet XYZR, tworząc kompaktowe stoły kartezjańskie. SMC oferuje dedykowane płyty montażowe i adaptery, które pozwalają tworzyć modułowe systemy pozycjonowania.

Umożliwia to łatwiejsze prowadzenie przewodów, symetryczny montaż i pełną wymienność w systemach wieloosiowych. Ponadto pozwala na równomierne obciążenie uszczelnień i zwiększa elastyczność projektową w systemach o ograniczonym dostępie.

• Zanieczyszczenia w powietrzu,

• Przekroczenie dopuszczalnych momentów,

• Brak osiowości montażu,

• Zbyt wysokie ciśnienie robocze,

• Praca bez tłumienia końcowego.

Utrzymanie czystości i poprawnej instalacji wydłuża żywotność nawet 3–4-krotnie.

Prędkość można regulować za pomocą:

• zaworów dławiąco-zwrotnych,
• zaworów proporcjonalnych ITV,
• zewnętrznych tłumików przepływu.

W precyzyjnych układach często stosuje się również zawory pilotowe o charakterystyce liniowej.

• Co 6 miesięcy: kontrola czystości prowadnicy,

• Co 12 miesięcy: kontrola szczelności,

• Co 24 miesiące: czyszczenie i wymiana smaru,

• Co 5 lat: przegląd uszczelnień i łożysk.

W środowiskach czystych przeglądy wykonuje się częściej.

Stoły mogą pracować w temperaturze 0–60°C i wilgotności do 90% RH. Modele MXH-Z i MXJ mają wersje odporne na niskie temperatury do –10°C, z uszczelnieniami silikonowymi.

Synchronizacja odbywa się pneumatycznie (poprzez wspólny rozdzielacz i regulatory przepływu) lub elektronicznie przy wykorzystaniu czujników pozycji i sterownika PLC. W systemach wieloosiowych zaleca się stosowanie sprzężeń zwrotnych dla zachowania równoległości ruchów.

• Szarpanie ruchu – zanieczyszczona prowadnica,

• Opóźniony start – zbyt niskie ciśnienie,

• Nieszczelność – zużyte uszczelnienia,

• Drgania przy zatrzymaniu – brak tłumienia końcowego.

Większość usterek można usunąć przez czyszczenie i kalibrację.

Dobór zależy od:

• masy przenoszonego ładunku,
• długości i kierunku ruchu,
• wymaganej dokładności pozycjonowania,
• dostępnej przestrzeni montażowej.

Dla ruchów precyzyjnych – MXJ; dla średnich obciążeń – MXQ; dla dużych momentów – MXS; dla aplikacji kompaktowych – MXH-Z.

Ponieważ łączą niewielkie rozmiary, wysoką dokładność, sztywność, trwałość i niezawodność. Dzięki modułowej konstrukcji i szerokiemu wyborowi serii (MXQ, MXSL, MXS, MXH-Z, MXJ), SMC umożliwia projektowanie kompaktowych układów pozycjonowania, które zachowują precyzję nawet w trudnych warunkach przemysłowych. To rozwiązania inżynierskie klasy premium, stosowane w automatyce montażowej, robotyce i mikrotechnice na całym świecie.