التحميل والتوجيه والسرعة والسفر والدقة والبيئة ودورة العمل.

سيكشف التحليل الدقيق للتطبيق، بما في ذلك الاتجاه والعزم والتسارع، عن الحمل الذي يجب دعمه. في بعض الأحيان، يختلف الحمل الفعلي عن الحمل المحسوب، لذلك يجب على المهندسين مراعاة الاستخدام المقصود وسوء الاستخدام المحتمل.

عند تحديد حجم واختيار أنظمة الحركة الخطية لآلات التجميع، غالبًا ما يتجاهل المهندسون متطلبات التطبيق المهمة. وهذا يمكن أن يؤدي إلى عمليات إعادة تصميم وإعادة صياغة مكلفة. والأسوأ من ذلك أنه يمكن أن يؤدي إلى نظام مفرط الهندسة وأكثر تكلفة وأقل فعالية من المرغوب فيه.

مع وجود العديد من خيارات التكنولوجيا، من السهل أن تصاب بالإرهاق عند تصميم أنظمة الحركة الخطية أحادية المحور أو ثنائية أو ثلاثية المحاور. ما مقدار الحمل الذي سيحتاج النظام إلى التعامل معه؟ ما مدى السرعة التي ستحتاجها للتحرك؟ ما هو التصميم الأكثر فعالية من حيث التكلفة؟

تم أخذ كل هذه الأسئلة في الاعتبار عندما قمنا بتطوير "LOSTPED" - وهو اختصار بسيط لمساعدة المهندسين على جمع المعلومات لتحديد مكونات أو وحدات الحركة الخطية في أي تطبيق. يرمز LOSTPED إلى الحمل والتوجيه والسرعة والسفر والدقة والبيئة ودورة العمل. يمثل كل حرف عاملاً واحدًا يجب مراعاته عند تحديد حجم نظام الحركة الخطية واختياره.

يجب النظر في كل عامل على حدة وكمجموعة لضمان الأداء الأمثل للنظام. على سبيل المثال، يفرض الحمل متطلبات مختلفة على المحامل أثناء التسارع والتباطؤ عنها أثناء السرعات الثابتة. مع تطور تكنولوجيا الحركة الخطية من مكونات فردية إلى أنظمة كاملة، تصبح التفاعلات بين المكونات - مثل أدلة المحامل الخطية والمحرك الكروي - أكثر تعقيدًا ويصبح تصميم النظام المناسب أكثر صعوبة. يمكن أن يساعد LOSTPED المصممين على تجنب الأخطاء من خلال تذكيرهم بأخذ هذه العوامل المترابطة بعين الاعتبار أثناء تطوير النظام ومواصفاته.

【حمولة】

يشير الحمل إلى الوزن أو القوة المطبقة على النظام. تواجه جميع أنظمة الحركة الخطية نوعًا من الأحمال، مثل القوى الهبوطية في تطبيقات مناولة المواد أو أحمال الدفع في تطبيقات الحفر أو الضغط أو فك البراغي. تواجه التطبيقات الأخرى حملاً مستمرًا. على سبيل المثال، في تطبيق معالجة رقائق أشباه الموصلات، يتم نقل الكبسولة الموحدة ذات الفتح الأمامي من حاوية إلى أخرى من أجل النزول والالتقاط. التطبيقات الأخرى لها أحمال مختلفة. على سبيل المثال، في تطبيق التوزيع الطبي، يتم ترسيب الكاشف في سلسلة من الماصات واحدة تلو الأخرى، مما يؤدي إلى حمل أخف في كل خطوة.

عند حساب الحمولة، يجدر النظر في نوع الأداة التي ستكون في نهاية الذراع لالتقاط الحمولة أو حملها. على الرغم من أن الأخطاء هنا لا تتعلق بالتحميل على وجه التحديد، إلا أنها قد تكون مكلفة. على سبيل المثال، في تطبيق الانتقاء والمكان، يمكن أن تتعرض قطعة العمل الحساسة للغاية للتلف إذا تم استخدام المقبض الخاطئ. على الرغم من أنه من غير المحتمل أن ينسى المهندسون مراعاة متطلبات التحميل العامة للنظام، إلا أنهم قد يتجاهلون بالفعل جوانب معينة من تلك المتطلبات. LOSTPED هي وسيلة لضمان اكتمالها.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* ما هو مصدر الحمل وكيف يتم توجيهه؟

* هل هناك اعتبارات خاصة للتعامل؟

* ما مقدار الوزن أو القوة التي يجب إدارتها؟

* هل القوة قوة لأسفل أم قوة رفع أم قوة جانبية؟

【توجيه】

يعد الاتجاه أو الموضع النسبي أو الاتجاه الذي يتم فيه تطبيق القوة أمرًا مهمًا أيضًا، ولكن غالبًا ما يتم تجاهله. يمكن لبعض الوحدات أو المحركات الخطية التعامل مع التحميل الأعلى أو الأسفل أكثر من التحميل الجانبي بسبب أدلةها الخطية. يمكن للوحدات الأخرى، التي تستخدم أدلة خطية مختلفة، التعامل مع نفس الأحمال في جميع الاتجاهات. على سبيل المثال، يمكن للوحدة المجهزة بأدلة خطية ذات سكة كروية مزدوجة التعامل مع الأحمال المحورية بشكل أفضل من الوحدات ذات الأدلة القياسية.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* كيف يتم توجيه الوحدة الخطية أو المشغل؟ هل هو أفقي أم عمودي أم مقلوب؟

* أين يتم توجيه الحمل بالنسبة للوحدة الخطية؟

* هل سيتسبب الحمل في حدوث لفة أو لحظة انحدار على الوحدة الخطية؟

【سرعة】

تؤثر السرعة والتسارع أيضًا على اختيار نظام الحركة الخطية. يخلق الحمل المطبق قوى مختلفة تمامًا على النظام أثناء التسارع والتباطؤ عما يحدث عند السرعة الثابتة. يجب أيضًا أخذ نوع الحركة - شبه المنحرف أو الثلاثي - في الاعتبار، حيث سيتم تحديد التسارع المطلوب لتحقيق السرعة المطلوبة أو وقت الدورة حسب نوع الحركة المطلوبة. ويعني ملف الحركة شبه المنحرف أن الحمل يتسارع بسرعة، ويتحرك بسرعة ثابتة نسبيًا لفترة من الوقت، ثم يتباطأ. يعني ملف تعريف الحركة الثلاثي أن الحمل يتسارع ويتباطأ بسرعة، كما هو الحال في تطبيقات الالتقاط والإنزال من نقطة إلى نقطة.

تعد السرعة والتسارع من العوامل الحاسمة في تحديد اللولب أو الحزام أو المحرك الخطي المناسب.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* ما هي السرعة أو زمن الدورة التي يجب تحقيقها؟

*هل السرعة ثابتة أم متغيرة؟

* كيف سيؤثر الحمل على التسارع والتباطؤ؟

* هل ملف الحركة شبه منحرف أم ثلاثي؟

* ما هو المحرك الخطي الذي سيلبي احتياجات السرعة والتسارع بشكل أفضل؟

【يسافر】

يشير السفر إلى المسافة أو نطاق الحركة. لا يجب مراعاة مسافة السفر فحسب، بل يجب أيضًا مراعاة تجاوزها. إن السماح بقدر من "السفر الآمن" أو المساحة الإضافية في نهاية الشوط يضمن سلامة النظام في حالة التوقف في حالات الطوارئ.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* ما هي المسافة أو نطاق الحركة؟

* ما هو مقدار التجاوز الذي قد يكون مطلوبًا في حالة التوقف في حالات الطوارئ؟

【دقة】

الدقة هي مصطلح واسع يستخدم غالبًا لتحديد إما دقة السفر (كيف يتصرف النظام أثناء الانتقال من النقطة أ إلى النقطة ب)، أو دقة تحديد الموقع (مدى قرب وصول النظام إلى الموضع المستهدف). يمكن أن يشير أيضًا إلى قابلية التكرار، أو مدى عودة النظام إلى نفس الموضع في نهاية كل ضربة.

إن فهم الفرق بين هذه المصطلحات الثلاثة - دقة السفر، ودقة تحديد المواقع، وقابلية التكرار - أمر بالغ الأهمية لضمان تلبية النظام لمواصفات الأداء وعدم المبالغة في هندسته لتحقيق درجة من الدقة قد تكون غير ضرورية. السبب الرئيسي للتفكير في متطلبات الدقة هو اختيار آلية القيادة. يمكن تشغيل أنظمة الحركة الخطية بواسطة حزام أو لولب كروي أو محرك خطي. يقدم كل نوع مقايضات بين الدقة والسرعة وسعة التحميل. سيتم تحديد الخيار الأفضل من خلال التطبيق.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* ما مدى أهمية دقة السفر ودقة تحديد المواقع والتكرار في التطبيق؟

* هل الدقة أكثر أهمية من السرعة أو العوامل المفقودة الأخرى؟

【بيئة】

تشير البيئة إلى الظروف التي سيعمل فيها النظام. يمكن أن تؤثر درجات الحرارة القصوى على أداء المكونات البلاستيكية والتشحيم داخل النظام. يمكن أن تؤدي الأوساخ والسوائل والملوثات الأخرى إلى إتلاف المجاري المائية وعناصر حمل الحمولة. يمكن لبيئة الخدمة أن تؤثر بشكل كبير على حياة نظام الحركة الخطية. خيارات مثل شرائط الختم والطلاءات الخاصة يمكن أن تمنع الضرر الناتج عن هذه العوامل البيئية.

وعلى العكس من ذلك، يحتاج المهندسون إلى التفكير في كيفية تأثير نظام الحركة الخطية على البيئة. يمكن أن يتخلص المطاط والبلاستيك من الجسيمات. يمكن أن تصبح مواد التشحيم هباءً. الأجزاء المتحركة يمكن أن تولد كهرباء ساكنة. هل يمكن لمنتجك قبول مثل هذه الملوثات؟ خيارات مثل التشحيم الخاص وضغط الهواء الإيجابي يمكن أن تجعل الوحدة أو المشغل مناسبًا للاستخدام في غرفة نظيفة.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* ما هي المخاطر أو الملوثات الموجودة في درجات الحرارة القصوى أو الأوساخ أو الغبار أو السوائل؟

* هل نظام الحركة الخطية بحد ذاته مصدر محتمل لملوثات البيئة؟

【دورة العمل】

دورة العمل هي مقدار الوقت اللازم لإكمال دورة تشغيل واحدة. في جميع المحركات الخطية، تحدد المكونات الداخلية عمومًا عمر النظام ككل. على سبيل المثال، يتأثر عمر المحمل داخل الوحدة بشكل مباشر بالحمل المطبق، ولكنه يتأثر أيضًا بدورة العمل التي سيواجهها المحمل. قد يكون نظام الحركة الخطية قادرًا على تلبية العوامل الستة السابقة، ولكن إذا تم تشغيله بشكل متواصل 24 ساعة يوميًا، 7 أيام في الأسبوع، فإنه سيصل إلى نهاية عمره في وقت أقرب بكثير مما لو كان يعمل 8 ساعات فقط في اليوم، 5 أيام في الأسبوع. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر مقدار وقت الاستخدام مقابل وقت الراحة على تراكم الحرارة داخل نظام الحركة الخطية ويؤثر بشكل مباشر على عمر النظام وتكلفة الملكية. إن توضيح هذه المشكلات مسبقًا يمكن أن يوفر الوقت والتفاقم لاحقًا.

الأسئلة الرئيسية التي يجب طرحها:

* ما هو عدد مرات استخدام النظام، بما في ذلك أي وقت مكوث بين الضربات أو الحركات؟

* كم من الوقت يحتاج النظام إلى الاستمرار؟