Rotační stupeň - Rotary stage

A rotační stupeň je součástí a pohybový systém slouží k omezení objektu na jednu osu otáčení. Podmínky otočný stůl nebo fáze otáčení se často používají zaměnitelně s rotační stupeň. Všechny rotační stupně se skládají z plošiny a základny, spojené nějakou formou vedení takovým způsobem, že plošina je omezena na otáčení kolem jedné osy vzhledem k základně. V běžném použití, termín rotační stupeň může nebo nemusí zahrnovat také mechanismus, kterým je úhlová poloha plošiny řízena vzhledem k základně.

Princip činnosti

V trojrozměrném prostoru se může objekt buď otáčet kolem, nebo překládat podél kterékoli ze tří os. Objekt má tedy šest stupňů volnosti (3 rotační a 3 translační). Rotační stupeň vykazuje pouze jeden stupeň volnosti (otáčení kolem jedné osy). Jinými slovy, rotační stupně fungují fyzickým omezením 3 os posunutí a 2 os rotace.

Typy ložisek

Rotační stupně se skládají z platformy, která se pohybuje vzhledem k základně. Platforma a základna jsou spojeny nějakou formou ložisko což omezuje pohyb platformy na rotaci kolem jedné osy. Používá se celá řada různých stylů ložisek, každý s výhodami a nevýhodami, díky nimž jsou pro některé aplikace vhodnější než pro jiné.

Kluzná ložiska

A kluzné ložisko jsou prostě dva povrchy klouzající proti sobě. Kruhový krok na platformě se obvykle těsně spojí s kruhovým prohloubením v základně, což umožňuje volné otáčení při minimalizaci pohybu ze strany na stranu. Rotační stupeň vyrobený s tímto typem ložiska se obvykle používá pouze pro hrubé polohování a nastavuje se ručně jednoduše otočením plošiny. Často jsou k dispozici indexové značky na základně nebo na platformě, což umožňuje poněkud opakovatelné umístění platformy vzhledem k základně.

Valivé ložisko

Tento typ rotačního stupně zahrnuje stupně kuličkových ložisek, stupně zkříženého válečkového ložiska a případně další. Kterékoli z mnoha různých valivá ložiska mohou být zaměstnáni. Typicky se používá dvojice ložisek, která jsou předepnutá, aby zachytila jakoukoli vůli, která by mohla vést ke zvednutí plošiny plošiny vzhledem k základně.

Metody řízení polohy

Ruční přímé

Některé rotační stupně se ovládají jednoduše ručním otočením plošiny. Platforma může mít indexové značky pro nastavení různých úhlových poloh vzhledem k základně. Může být poskytnut zajišťovací mechanismus k upevnění plošiny k základně v požadované poloze.

Ruční šnekový pohon

Pro přesnější ovládání polohy, a šnekový pohon může být použit. Šnekové kolo je připevněno k rotující plošině a zapadá do šneku v základně. Otáčení šneku pomocí ručního ovládacího knoflíku způsobí, že se plošina otočí vzhledem k základně. K velmi přesné a opakovatelné lokalizaci plošiny vzhledem k základně lze použít indexové značky na ovládacím knoflíku i na plošině.

Krokový motor se šnekovým pohonem

Výměna knoflíku ručního ovládání ve výše uvedeném scénáři ručního šnekového pohonu a krokový motor umožňuje automatizaci polohování rotačního stupně. Krokový motor se otáčí v pevných krocích nebo krocích. Počet přesunutých kroků je řízen ovladačem krokového motoru. V tomto smyslu se krokový motor chová podobně jako indexovaný ovládací knoflík.

Stejnosměrný motor a enkodér se šnekovým pohonem

Místo ručního ovladače lze také použít stejnosměrný motor. Stejnosměrný motor se nepohybuje v pevných krocích. Proto je ke stanovení polohy pódia zapotřebí alternativní prostředek. K stejnosměrnému motoru lze připojit kodér a použít jej k hlášení úhlové polohy motoru k ovladači motoru, což umožňuje pohybovému ovladači spolehlivě a opakovaně přesunout stolku do nastavených poloh.

Lineární pohon

Je-li požadováno přesné úhlové polohování pouze přes malý celkový úhel, lineární pohon Lze použít (manuální nebo motorické). Rozsah možného pohybu je obvykle pouze 10 ° až 20 ° rotace. Lineární ovladač tlačí proti kontaktní ploše připevněné k plošině pódia tak, že vysunutí nebo zasunutí ovladače způsobí otáčení plošiny. Plošina stolku je odpružená proti hrotu ovladače tak, aby kontaktní plocha zůstala v kontaktu se špičkou ovladače, když se ovladač zasune.