Koneenohjaimet ovat solmuja, jotka on suunniteltu siirtämään työkalua, työkappaletta ja niihin liittyviä solmuja tiettyä polkua pitkin vaaditulla tarkkuudella.
Metallinleikkauskoneissa käytetään liuku-, rulla-, hydrostaattisia, aerostaattisia ohjaimia . Tällä hetkellä noin 95 % työstökoneista käyttää ensimmäisen ja toisen tyyppisiä ohjaimia. Usein erityyppiset ohjaimet yhdistetään yhdeksi malliksi niiden etujen yhdistämiseksi. Tällaisia oppaita kutsutaan yhdistetyiksi. Liukuohjaimet voivat olla puolinestemäisiä, nestemäisiä ja kaasuvoideltuja. Puolinestevoitelussa summataan osien kosketuspintojen vuorovaikutusvoima ja voiteluaineen viskoosin vastuksen voima, joka ei erota näitä pintoja kokonaan. Jos voiteluaine erottaa pinnat kokonaan, tapahtuu nestevoitelu, mikä on tilanne hydrostaattisissa ja hydrodynaamisissa ohjaimissa. Vierintäohjaimet on jaettu vierintäelementtien tyypin mukaan rullaksi ja palloksi.
Liikkuvan yksikön liikeradan mukaan ohjaimet voivat olla suoraviivaisia ja ympyräliikkeisiä. Ne on myös jaettu vaaka-, pysty- ja kalteviin. Poikkileikkauksen muodon mukaan yleisimmät ovat suorakulmaiset (litteät), kolmiomaiset (prismaattiset), puolisuunnikkaan muotoiset ( lohenpyrstötyyppiset ) ja pyöreät ohjaimet.
Näin ollen oppaat voidaan luokitella seuraavasti:
Liukuohjaimien liitospintojen suora kosketus määrää epäjohdonmukaisuuden ja suuret vastusvoimat. Kuormasta, nopeudesta, voiteluaineen tyypistä ja määrästä riippuen ohjaimet voivat toimia kitkatiloissa ilman voiteluainetta ja sen kanssa. Olennainen ero näissä ohjaimissa on staattisen kitkan voimat verrattuna liikkeen kitkavoimiin; jälkimmäiset puolestaan riippuvat voimakkaasti liukunopeudesta. Tämä ero johtaa solmujen nykivään liikkeeseen alhaisilla nopeuksilla, mikä on erittäin epätoivottavaa varsinkin nykyaikaisissa CNC-koneissa. Huomattava kitka aiheuttaa kulumista ja lyhentää siten ohjainten käyttöikää.
Puolinestemäisten voideltujen ohjaimien haittojen vähentämiseksi otetaan käyttöön erityisiä hyppyä estäviä öljyjä, käytetään kitkanestomateriaaleista valmistettuja vuorauksia.
Puolinestevoideltujen ohjaimien etuja ovat korkea kosketusjäykkyys ja hyvät vaimennusominaisuudet. Lisäksi ne varmistavat koneen liikkuvan yksikön luotettavan kiinnityksen sen jälkeen, kun se on siirretty ennalta määrättyyn asentoon.
Hydrostaattiset ohjaimet ovat yleisempiä työstökoneissa. Ne tarjoavat nestemäisen voitelun kaikilla liukunopeuksilla ja siten täsmällisten liikkeenjohdon liikkeiden tasaisuuden ja herkkyyden. Hydrostaattisten ohjainten haittana on voitelujärjestelmän monimutkaisuus ja erikoislaitteiden tarve liikkuvan yksikön kiinnittämiseksi tiettyyn asentoon.
Kuorman havaitsemisen luonteen mukaan hydrostaattiset ohjaimet on jaettu avoimiin ja suljettuihin. Avoimet ohjaimet on suunniteltu ottamaan vastaan puristuskuormia, ja myös suljetut (ne ovat myös kiinni) voivat havaita merkittäviä kaatumismomentteja.
Hydrostaattisissa ohjaimissa on taskut, joihin öljy syötetään paineen alaisena. Virtaessaan ulos raon läpi se muodostaa öljytyynyn koko kosketusalueelle. Samanaikaisesti öljykerroksen paksuutta voidaan säätää - tämän avulla voit lisätä avoimien (ei-suljettujen) hydrostaattisten laakereiden jäykkyyttä.
Hydrodynaamiset ohjaimet ovat rakenteeltaan yksinkertaisia, ne toimivat hyvin vain riittävän suurilla liukunopeuksilla, jotka vastaavat pääliikkeen nopeutta (höylissä, pyörivissä koneissa). Hydrodynaaminen vaikutus eli liikkuvan yksikön kelluntavaikutus syntyy ohjainten työpintaan tehtyjen voiteluurien välissä olevilla kevyesti kiilavilla viisteillä. Näin muodostuviin kapeneviin rakoihin liikkeen aikana imeytyy voiteluainetta ja varmistetaan hankauspintojen erottuminen nestekerroksella. Eri liukunopeuksille ja kuormituksille on olemassa optimaaliset kiilaviisteen geometriset parametrit.
Hydrodynaamisten ohjaimien vakava haittapuoli on nestemäisen voitelun rikkominen liikkuvan yksikön kiihdytys- ja hidastusjaksojen aikana.
Hankauspintojen erottelu aerostaattisissa ohjaimissa saavutetaan syöttämällä paineilmaa taskuihin. Tämän seurauksena ilmatyyny muodostuu ohjaimien liitäntäpintojen väliin. Suunnittelultaan aerostaattiset ohjaimet muistuttavat hydrostaattisia ohjaimia. Työtaso on jaettu useisiin osiin, joissa on taskut. Ilmansyöttö ja -jakelu kuhunkin osaan ovat riippumattomia.
Aerostaattisten laakerien ja ohjaimien haittoja hydrostaattisiin verrattuna ovat alhainen kantavuus, alhainen tärinänvaimennus, koska ilman viskositeetti on neljä suuruusluokkaa pienempi kuin öljyn viskositeetti, alhaiset dynaamiset ominaisuudet, alttius johtojen tukkeutumisesta ja työvälitys. Dynaamisia ominaisuuksia voidaan parantaa käyttämällä suljettuja aerostaattisia ohjaimia, ja kuormitettavuutta voidaan lisätä erillisestä kompressorista tulevan autonomisen tehojärjestelmän ansiosta.
Aerostaattisten ohjainten etuja ovat, että ne tarjoavat alhaisen kitkakertoimen liikkeen aikana, ja kun ilmansyöttö katkaistaan, syntyy erittäin nopeasti suurikitkaisten pintojen kosketus, mikä tarjoaa riittävän jäykkyyden konekokoonpanon kiinnittämiseksi tiettyyn asentoon. Hydrostaattisten ohjainten vaatimia lukituslaitteita ei tarvita.
Vierintäohjaimilla on hyvät kitkaominaisuudet, liikkeen tasaisuus ja tasaisuus, asennusliikkeiden tarkkuus ja ne säilyttävät tarkkuuden pitkään; niillä on alhainen lämmöntuotto, ne on helppo voidella. Vierintäohjaimet ovat yksinkertaisempia ja taloudellisempia käyttää, niillä on korkeampi dynamiikka, kuormituksen jäykkyys, ne kuluttavat vähemmän energiaa, havaitsevat paremmin kuormat (sekä staattiset että dynaamiset), tarjoavat tasaisen käynnin, taipuen hydrostaattisille ohjaimille vain vaimennusominaisuuksissa.