Eine sorgfältige Analyse der Anwendung, einschließlich Ausrichtung, Moment und Beschleunigung, zeigt die zu tragende Last. Manchmal weicht die tatsächliche Belastung von der berechneten Belastung ab, sodass Ingenieure den beabsichtigten Verwendungszweck und einen möglichen Missbrauch berücksichtigen müssen.

Bei der Dimensionierung und Auswahl von Linearbewegungssystemen für Montagemaschinen übersehen Ingenieure oft kritische Anwendungsanforderungen. Dies kann zu kostspieligen Neukonstruktionen und Nacharbeiten führen. Schlimmer noch: Es kann zu einem überentwickelten System kommen, das teurer und weniger effektiv ist als gewünscht.

Bei so vielen Technologieoptionen ist man beim Entwurf von ein-, zwei- und dreiachsigen Linearbewegungssystemen leicht überfordert. Wie viel Last muss das System bewältigen? Wie schnell muss es sich bewegen? Welches ist das kostengünstigste Design?

All diese Fragen wurden berücksichtigt, als wir „LOSTPED“ entwickelten – ein einfaches Akronym, das Ingenieuren dabei helfen soll, Informationen für die Spezifikation von Linearbewegungskomponenten oder -modulen in jeder Anwendung zu sammeln. LOSTPED steht für Load, Orientation, Speed, Travel, Precision, Environment und Duty Cycle. Jeder Buchstabe stellt einen Faktor dar, der bei der Dimensionierung und Auswahl eines Linearbewegungssystems berücksichtigt werden muss.

Jeder Faktor muss einzeln und als Gruppe betrachtet werden, um eine optimale Systemleistung sicherzustellen. Beispielsweise stellt die Belastung beim Beschleunigen und Abbremsen andere Anforderungen an die Lager als bei konstanten Geschwindigkeiten. Da sich die Linearbewegungstechnologie von einzelnen Komponenten zu kompletten Systemen weiterentwickelt, werden die Wechselwirkungen zwischen Komponenten – wie z. B. Linearlagerführungen und einem Kugelumlaufspindelantrieb – immer komplexer und die Entwicklung des richtigen Systems immer anspruchsvoller. LOSTPED kann Designern helfen, Fehler zu vermeiden, indem es sie daran erinnert, diese miteinander verbundenen Faktoren bei der Systementwicklung und -spezifikation zu berücksichtigen.

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Unter Last versteht man das Gewicht oder die Kraft, die auf das System ausgeübt wird. Alle linearen Bewegungssysteme sind einer Belastung ausgesetzt, beispielsweise Abwärtskräften bei Materialhandhabungsanwendungen oder Schubkräften bei Bohr-, Press- oder Schraubanwendungen. Andere Anwendungen unterliegen einer ständigen Belastung. Beispielsweise wird in einer Halbleiter-Wafer-Handhabungsanwendung ein einheitlicher Behälter mit Frontöffnung von Bucht zu Bucht transportiert, wo er abgesetzt und abgeholt wird. Andere Anwendungen haben unterschiedliche Belastungen. Beispielsweise wird bei einer medizinischen Dosieranwendung ein Reagenz nacheinander in eine Reihe von Pipetten gegeben, was bei jedem Schritt zu einer geringeren Ladung führt.

Bei der Berechnung der Last lohnt es sich, die Art des Werkzeugs zu berücksichtigen, das sich am Ende des Arms befindet, um die Last aufzunehmen oder zu tragen. Obwohl dies nicht speziell mit der Belastung zusammenhängt, können Fehler hier kostspielig sein. Beispielsweise könnte bei einer Pick-and-Place-Anwendung ein hochempfindliches Werkstück beschädigt werden, wenn der falsche Greifer verwendet wird. Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass Ingenieure vergessen, die allgemeinen Lastanforderungen für ein System zu berücksichtigen, übersehen sie möglicherweise tatsächlich bestimmte Aspekte dieser Anforderungen. LOSTPED ist eine Möglichkeit, die Vollständigkeit sicherzustellen. Durch die Konzentration auf diese Schlüsselparameter können Ingenieure ein optimales, kostengünstiges Linearbewegungssystem entwerfen.

Wichtige Fragen:
1. Woher kommt die Last und wie ist sie ausgerichtet?
2. Gibt es besondere Hinweise zur Handhabung?
3. Wie viel Gewicht bzw. Kraft muss bewältigt werden?
4. Handelt es sich bei der Kraft um eine Abwärtskraft, eine Abhebekraft oder eine Seitenkraft?

Orientierung

Die Ausrichtung oder relative Position oder Richtung, in der die Kraft ausgeübt wird, ist ebenfalls wichtig, wird jedoch häufig übersehen. Einige Linearmodule oder Aktuatoren können aufgrund ihrer Linearführungen höhere Belastungen nach unten oder oben als seitliche Belastungen bewältigen. Andere Module, die andere Linearführungen verwenden, können die gleichen Lasten in alle Richtungen aufnehmen. Beispielsweise kann ein Modul, das mit doppelten Kugelschienen-Linearführungen ausgestattet ist, axiale Belastungen besser bewältigen als Module mit Standardführungen.