وكيف يمكن تجنب ذلك؟

تختلف الرافعات الجسرية عن أنواع أخرى من الأنظمة متعددة المحاور (مثل الروبوتات الديكارتية وطاولات XY) باستخدام محورين أساسيين (X) متوازيين، ويربطهما محور عمودي (Y). وبينما يوفر هذا الترتيب ثنائي المحور X مساحة واسعة ومستقرة، ويسمح لأنظمة الرافعات الجسرية بتوفير سعة تحميل عالية، وأطوال سفر طويلة، وصلابة جيدة، إلا أنه قد يؤدي أيضًا إلى ظاهرة تُعرف عادةً باسم التكديس.

عند تركيب محورين خطيين وتوصيلهما بالتوازي، يُحتمل عدم تزامنهما بشكل مثالي. بمعنى آخر، أثناء الحركة، قد يتأخر أحد المحورين X عن الآخر، ويحاول المحور الرئيسي سحب المحور المتخلف. عند حدوث ذلك، قد ينحرف المحور Y، فلا يعود عموديًا على المحورين X. تُعرف الحالة التي يفقد فيها المحوران X وY تعامدهما بالركود، وقد يؤدي ذلك إلى تداخل النظام مع حركة المحور X، بالإضافة إلى قوى ضارة محتملة على كلا المحورين.

يمكن أن ينشأ التكديس في أنظمة الرافعات الجسرية نتيجةً لعوامل تصميم وتجميع متنوعة، ولكن أحد أهم هذه العوامل هو طريقة تحريك محاور X. بوجود محوري X متوازيين، يُمكن للمصممين اختيار تحريك كل محور X بشكل مستقل، أو تحريك محور واحد ومعاملة الآخر كمحور تابع.

في التطبيقات منخفضة السرعة، مع مسافة صغيرة نسبيًا بين محوري X (شوط قصير لمحور Y)، يُمكن تشغيل محور X واحد فقط، وترك المحور X الثاني تابعًا، دون آلية تشغيل. في هذا التصميم، تُعدّ صلابة الوصلة بين المحورين من أهمّ الأمور، أي صلابة المحور Y.

بما أن المحور المُحرك يسحب المحور غير المُحرك فعليًا، فإذا تعرض الوصل بينهما للانحناء أو الالتواء أو أي سلوك غير صلب آخر، فإن أي اختلاف في الاحتكاك أو الحمل بين المحورين X قد يؤدي فورًا إلى الانحناء والالتواء. وكلما كان المحور Y أطول، قلّت صلابته. لهذا السبب، يُنصح عمومًا باستخدام ترتيب "التابع المُحرك" في التطبيقات التي تقل فيها المسافة بين المحورين X عن متر واحد.

الحل الأكثر تطورًا هو استخدام محرك منفصل على كل محور، مع مزامنة المحركات في نظام رئيسي وتابع عبر وحدة التحكم. مع ذلك، في هذا النظام، يجب أن تكون أخطاء حركة المحركات الميكانيكية متطابقة تمامًا (أو شبه متطابقة) - وإلا، فقد يحدث تداخل وربط بسبب انحرافات طفيفة في المسافة التي يقطعها كل محور لكل دورة محرك.

في تطبيقات الرافعات الجسرية عالية السرعة والدقة، عادةً ما تكون آليات الدفع المُفضّلة هي براغي الكرة ومحركات الرف والترس. يمكن مطابقة كلتا التقنيتين بشكل انتقائي لتوفير خطأ خطي متماثل على كل محور، مما يُجنّب تراكم الأخطاء الذي قد يحدث في مجموعات الدفع غير المتطابقة. نظرًا لوجود أخطاء في ميل محركات الحزام والسلسلة يصعب مطابقتها وتعويضها، لا يُنصح باستخدامها عمومًا في أنظمة الرافعات الجسرية عندما تكون المحاور X مُدارة بشكل مستقل. من ناحية أخرى، تُعد المحركات الخطية خيارًا ممتازًا للمحاور المتوازية في أنظمة الرافعات الجسرية، نظرًا لعدم وجود خطأ ميكانيكي فيها، وقدرتها على توفير أطوال سفر طويلة وسرعات عالية.

حل آخر - يُمثل نوعًا من التسوية بين الخيارين المذكورين أعلاه - هو استخدام محرك واحد لتشغيل كلا المحورين X. يمكن تحقيق ذلك بتوصيل مخرج المحور المُدار بالمحرك بمدخل المحور الثاني عبر وصلة مسافة (تُعرف أيضًا باسم عمود التوصيل). هذا التكوين يُغني عن المحرك الثاني (والمزامنة اللازمة).

مع ذلك، تُعدّ صلابة الالتواء لوصلة المسافة مهمة. إذا تسبب انتقال عزم الدوران بين المحاور في حدوث "لف" للوصلة، فقد يحدث الالتواء والربط. يُعدّ هذا التكوين خيارًا جيدًا غالبًا عندما تتراوح المسافة بين المحورين X بين متر وثلاثة أمتار، مع متطلبات حمل وسرعة متوسطة.

من العوامل الأخرى التي قد تُسبب انحناءً في أنظمة الرافعات الجسرية ضعف دقة التركيب والتوازي بين المحورين X. عند تركيب وتشغيل دليلين خطيين على التوازي، يتطلبان تفاوتًا معينًا في التوازي والاستواء والاستقامة لتجنب التحميل الزائد على محامل أحد الدليلين أو كليهما. في أنظمة الرافعات الجسرية، حيث تكون المحاور X متباعدة (بسبب طول مسافة الحركة على المحور Y)، يصبح تركيب المحاور X وتوازيها أكثر خطورة، مع تضخيم الأخطاء الزاوية على مسافات طويلة.

تتطلب تقنيات التوجيه المختلفة مستويات متفاوتة من الدقة لتحقيق التوازي والتسطيح والاستقامة. في تطبيقات الرافعات الجسرية، عادةً ما تكون أفضل تقنية توجيه خطي للمحاور X المتوازية هي التقنية التي توفر أكبر قدر من التسامح في أخطاء التركيب والمحاذاة مع الحفاظ على سعة التحميل والصلابة المطلوبة.

عادةً ما توفر أدلة السكك الحديدية المُعاد تدويرها، المُصممة على شكل كرة أو بكرة، أعلى قدرة تحمل وصلابة بين جميع تقنيات الأدلة الخطية، ولكن عند استخدامها بالتوازي، فإنها تتطلب ارتفاع تركيب دقيقًا للغاية وتفاوتات في التوازي لتجنب الالتواء. يوفر بعض المصنّعين إصدارات "ذاتية المحاذاة" من محامل الكرات المُعاد تدويرها، قادرة على تعويض بعض حالات عدم المحاذاة، مع إمكانية تقليل الصلابة وسعة التحميل.

من ناحية أخرى، تتطلب عجلات التوجيه التي تعمل على مسارات دقيقة دقة أقل في التركيب والمحاذاة مقارنةً بعجلات توجيه السكك الحديدية المُصممة. ويمكن تركيبها حتى على أسطح غير دقيقة نسبيًا دون التسبب في مشاكل في التشغيل، مثل الاهتزاز والالتواء، حتى عند استخدام مسارين بالتوازي.

في حين يُمكن إجراء المحاذاة باستخدام أدوات بسيطة مثل مؤشرات القرص والأسلاك، إلا أن طول أنظمة الرافعات الجسرية غالبًا ما يجعل ذلك غير عملي. إضافةً إلى ذلك، فإن محاذاة محاور متعددة متوازية وعمودية تزيد من التعقيد والوقت والجهد اللازمين بشكل كبير.

لهذا السبب، غالبًا ما يكون مقياس التداخل بالليزر هو أفضل أداة لضمان الاستقامة والتسطيح والتقويم بين محاور الجسر.