Los módulos lineales listos para instalar se utilizan en muchas industrias diferentes para mover materiales, productos y herramientas de producción en una amplia variedad de máquinas.

Los diseñadores de máquinas tienen múltiples opciones para elegir al seleccionar módulos lineales, basados ​​en requisitos específicos de producción y rendimiento. Pero hay algunas industrias y aplicaciones del sistema donde el movimiento preciso y preciso es el requisito más crítico.

En particular, las aplicaciones como la fabricación de semiconductores, las máquinas herramientas de corte láser, el ensamblaje electrónica y los sistemas de automatización de laboratorio requieren módulos lineales de precisión que necesitan operar con precisión de punto de final extremadamente apretada y un viaje suave con vibraciones mínimas en todo el ciclo de movimiento.

Comprender varias características clave de diseño y rendimiento que distinguen los módulos lineales de precisión pueden ayudar a los diseñadores de máquinas y sistemas a seleccionar los mejores productos para satisfacer los requisitos de las máquinas que están construyendo.

La necesidad de un movimiento preciso
El movimiento ultra preciso y delicado para los sistemas de muestreo automatizados de corte láser en equipos de pruebas médicas o obleas de semiconductores en movimiento a través de una herramienta de fabricación requiere un movimiento extremadamente estable y casi sin vibraciones durante el viaje. Llegar al punto final objetivo con la máxima precisión es el objetivo principal.

El movimiento estable a menudo es crítico para proteger los materiales extremadamente frágiles del daño o la degradación causados ​​por el viaje lineal. Las obleas de semiconductores son un ejemplo perfecto: son extremadamente delicados, y una oblea terminada puede contener chips que potencialmente valen millones de dólares, dependiendo del tamaño.

Cada oblea debe transportarse a través de cientos de pasos de proceso, y cada vez que se mueve de un paso a otro, la vibración en el módulo lineal corre el riesgo de dañar la oblea en proceso, reduciendo su valor final. Cuanto menos vibración, menor sea el riesgo.

La precisión del punto final es igualmente crítica para fines de productividad. Si una bandeja de piezas electrónicas se mueve a través de un proceso de ensamblaje automatizado de alta velocidad, se logra la productividad máxima de rendimiento cuando el módulo lineal entrega la bandeja en la herramienta de ensamblaje con precisión a nivel de micras.

También es importante tener en cuenta que este movimiento estable y la precisión del punto final deben ser repetibles a través de miles de ciclos de movimiento todos los días. Si se necesitan varios milisegundos para ajustar el posicionamiento de las piezas, esos milisegundos suman horas de tiempo de producción adicional, reduciendo el rendimiento e inflando los costos e impactando los horarios de entrega.

Para lograr estos objetivos, asegúrese de considerar el diseño clave, los materiales, la construcción y la funcionalidad que se encuentran en los módulos lineales de precisión de alto rendimiento.

Materiales de construcción
El diseño de la vivienda y los materiales de construcción del módulo son factores críticos que pueden gobernar la precisión y repetibilidad a largo plazo.

En el mundo de los módulos lineales, el aluminio o el acero se usan más comúnmente para crear las carcasas o "perfiles". Las carcasas de aluminio se usan comúnmente en módulos lineales más estándar, ya que pueden ser extruidos de manera rentable para satisfacer una gama más amplia de tamaño y longitud del módulo.

Sin embargo, es importante considerar módulos lineales de precisión fabricados con carcasas mecanizadas de acero. Estas carcasas generalmente exhiben mucha menos elasticidad y desviación modular de la ruta de viaje deseada, en comparación con los módulos a base de aluminio (que también son muy estables, pero simplemente no pueden soportar las carcasas de acero niveladas).

La elasticidad modular hace que el módulo tome la forma del marco de la máquina al que está montado. Con una carcasa de aluminio extruida, si hay alguna desviación, como un giro o arco donde se une el módulo, puede reflejar esa desviación.

Debido a que los módulos lineales de precisión tienen carcasas de acero mecanizadas, se evita ese tipo de desviación, lo que garantiza una planitud o rectitud muy alta de viajes. Esto contribuye a la reducción de la vibración, la precisión del punto final y la repetibilidad de ubicación. Además, busque módulos que tengan un borde de referencia mecanizado con pistas de guía integradas en la carcasa. Algunas compañías incluso permiten al usuario especificar qué lado tiene el borde de referencia de tierra de la máquina para un montaje más rápido y una fácil alineación.

Dimensionamiento adecuado para la aplicación correcta
Cuando se requiere una operación muy precisa, asegúrese de seleccionar los componentes de tamaño correcto para manejar la carga. La carga axial o torsional, por ejemplo, puede requerir componentes más anchos o más pesados ​​que la carga radial simple. Además, para muchas aplicaciones avanzadas en máquinas herramientas, producción de semiconductores y fabricación electrónica, los sistemas de producción son relativamente pequeños, y requieren módulos de precisión compactos que pueden caber fácilmente en espacios de máquina ajustados. Muchos proveedores ofrecen diferentes tamaños.

Además, es importante considerar otros criterios básicos de diseño de movimiento lineal, como el entorno en el que está funcionando el sistema, el ángulo en el que se monta la carga, la velocidad requerida, la distancia de viaje y el ciclo de trabajo requerido. Esto se conoce en la industria como perdido (carga, orientación, velocidad, viaje, precisión, medio ambiente y ciclo de trabajo).

Componentes de movimiento
El movimiento preciso y estable también es un producto de los componentes de movimiento que impulsan el módulo lineal. Para los módulos lineales de precisión, las unidades de tornillo de bola proporcionan la solución óptima.

Las unidades de tornillo de bola son ultraeficientes para convertir el movimiento rotativo en movimiento lineal. Como elementos de unidad mecánica, se pueden instalar en orientaciones XYZ y realizar movimientos con la precisión y la repetibilidad necesaria.

Los tornillos de bola con sellos de contacto completo ofrecen una combinación única de alta rigidez, alta precisión y velocidad respetable, lo que los hace útiles en una amplia variedad de aplicaciones de movimiento de precisión. Específicamente, su capacidad para manejar la carga axial sustancial a menudo los convierte en una mejor opción que los motores lineales, particularmente en aplicaciones de corte de metal, madera y piedra.

Igualmente importante es el diseño de las guías lineales en los módulos de precisión. La precisión en las guías lineales depende de muchos factores: la veredad del riel en el que el corredor bloquea o viaja el rodamiento, las pistas de rodadura dentro del rodamiento a través del cual viajan las bolas o los rodillos y la planitud de la superficie del montaje del riel.

Una de las áreas más importantes para evaluar es la suavidad de la recirculación de la pelota dentro del bloque de corredores, ya que viaja a lo largo del riel. Las aplicaciones en el extremo muy alto del espectro de precisión pueden verse afectadas negativamente por el movimiento incluso minucioso de las bolas en la cámara de recirculación, o solo por una ligera giración del sistema ferroviario alrededor de su eje.

Cualquier deflexión o espacio libre reduce la precisión, y cualquier rugosidad en la recirculación de las bolas puede causar inexactitud. Para abordar este problema, los proveedores de módulos lineales líderes incorporan guías que optimizan la recirculación en los puntos de transición clave, proporcionando un movimiento extremadamente suave de manera consistente a medida que circulan las bolas en las carreras de rodamiento.

Los módulos lineales de precisión que cuentan con conjuntos de tornillos de bola y guías lineales optimizadas combinadas con carcasas de acero proporcionan muchas de las características clave requeridas en sistemas automatizados de alta velocidad y alta velocidad.

Lubricación y sellado
No importa cuán bien diseñados y diseñados, los módulos lineales necesitan una lubricación adecuada durante su ciclo de vida para mantener un movimiento preciso y estable. Una forma de garantizar que la lubricación se integre efectivamente en las prácticas generales de mantenimiento del sistema es seleccionar módulos de precisión que lo hagan más fácil y conveniente lubricar los módulos de manera continua.

La mayoría de los módulos de precisión están disponibles con lubricante industrial convencional para el engrase inicial. Otros módulos tienen opciones para ofertas de lubricación más avanzadas, por ejemplo, para abordar los requisitos de la industria de la sala limpia o la electrónica.

Recientemente actualizamos su línea de módulos de precisión para incluir lubricantes estándar de LSS y LSC más avanzados. También hay una opción para conectarse a los sistemas de lubricación central utilizando grasa líquida. La re-lubricación automatizada aumenta la confiabilidad operativa, descartando el error humano cuando se realiza la lubricación manual.

Los módulos lineales requieren lubricación porque tienen partes móviles, pero las partes móviles pueden generar pequeñas partículas en el aire si el módulo no está sellado correctamente (los lubricantes mismos también pueden dispersarse en el aire). Es importante evaluar con anticipación las opciones de sellado proporcionadas por los proveedores de módulos lineales de precisión, particularmente para entornos de sala limpia o sistemas de automatización de laboratorio con muestras biológicas sensibles.

Busque una tuerca de tornillo de bola de precisión y un conjunto de carro lineal que esté sellado de ambos lados con sellos de ensamblaje de tornillo de bola. Este diseño reduce significativamente el riesgo de que los lubricantes escapen afuera.

Configuración y soporte técnico
Un elemento final a considerar al seleccionar módulos lineales de precisión es el nivel de soporte técnico disponible del proveedor para ayudar a los constructores de máquinas a seleccionar, especificar, configurar y ordenar los módulos que necesitan.

Elegir un proveedor de módulos lineales con herramientas de configuración y dimensiones en línea y de configuración fácil de usar puede ayudar a los diseñadores de máquinas a configurar y ordenar rápidamente los módulos correctos cuando sea necesario. Algunas compañías también permiten la selección y el tamaño de la combinación de mecánica, motor y accionamiento con una sola herramienta.

Cuando se requiere ayuda directa, también tiene sentido trabajar con proveedores de módulos lineales con una amplia experiencia en tecnologías de movimiento lineal. Estas compañías brindan soporte técnico de expertos en ingeniería de movimiento lineal por teléfono, correo electrónico o herramientas de chat en línea en tiempo real. En muchos casos, cuando los constructores de máquinas no están seguros de los requisitos de tamaño y rendimiento específicos de sus aplicaciones, estos expertos habrán resuelto ese tipo de desafíos en el pasado.

Para los sistemas de automatización más avanzados de hoy, lograr altos niveles de rendimiento no debería requerir la calidad de sacrificio por velocidad. Especialmente para industrias y aplicaciones que necesitan movimiento lineal ultra preciso, transporte libre de vibraciones y precisión de punto final extremadamente apretado, elegir el módulo lineal de precisión correcto puede desempeñar un papel fundamental en la productividad de la fabricación, la eficiencia y la calidad.