Carga, Orientación, Velocidad, Recorrido, Precisión, Medio Ambiente y Ciclo de Trabajo.

Un análisis cuidadoso de la aplicación, incluida la orientación, el momento y la aceleración, revelará la carga que se debe soportar. A veces, la carga real variará de la carga calculada, por lo que los ingenieros deben considerar el uso previsto y el posible mal uso.

Al dimensionar y seleccionar sistemas de movimiento lineal para máquinas de ensamblaje, los ingenieros a menudo pasan por alto los requisitos críticos de las aplicaciones. Esto puede dar lugar a costosos rediseños y reelaboraciones. Peor aún, puede dar como resultado un sistema sobrediseñado que sea más costoso y menos efectivo de lo deseado.

Con tantas opciones tecnológicas, es fácil sentirse abrumado al diseñar sistemas de movimiento lineal de uno, dos y tres ejes. ¿Cuánta carga necesitará manejar el sistema? ¿Qué tan rápido tendrá que moverse? ¿Cuál es el diseño más rentable?

Todas estas preguntas se consideraron cuando desarrollamos "LOSTPED", un acrónimo simple para ayudar a los ingenieros a recopilar información para especificar componentes o módulos de movimiento lineal en cualquier aplicación. LOSTPED significa carga, orientación, velocidad, recorrido, precisión, entorno y ciclo de trabajo. Cada letra representa un factor que se debe considerar al dimensionar y seleccionar un sistema de movimiento lineal.

Cada factor debe considerarse individualmente y en grupo para garantizar un rendimiento óptimo del sistema. Por ejemplo, la carga impone demandas diferentes a los rodamientos durante la aceleración y desaceleración que durante las velocidades constantes. A medida que la tecnología de movimiento lineal evoluciona desde componentes individuales hasta sistemas completos, las interacciones entre componentes, como guías de rodamientos lineales y un husillo de bolas, se vuelven más complejas y diseñar el sistema correcto se vuelve más desafiante. LOSTPED puede ayudar a los diseñadores a evitar errores recordándoles que deben considerar estos factores interrelacionados durante el desarrollo y la especificación del sistema.

【Carga】

La carga se refiere al peso o fuerza aplicada al sistema. Todos los sistemas de movimiento lineal encuentran algún tipo de carga, como fuerzas descendentes en aplicaciones de manipulación de materiales o cargas de empuje en aplicaciones de perforación, prensado o atornillado. Otras aplicaciones encuentran una carga constante. Por ejemplo, en una aplicación de manipulación de obleas de semiconductores, una cápsula unificada con apertura frontal se transporta de un compartimento a otro para su entrega y recogida. Otras aplicaciones tienen cargas variables. Por ejemplo, en una aplicación de dispensación médica, se deposita un reactivo en una serie de pipetas, una tras otra, lo que da como resultado una carga más ligera en cada paso.

A la hora de calcular la carga, conviene tener en cuenta el tipo de herramienta que estará al final del brazo para recoger o transportar la carga. Aunque no están específicamente relacionados con la carga, los errores aquí pueden resultar costosos. Por ejemplo, en una aplicación de recogida y colocación, una pieza de trabajo muy sensible podría dañarse si se utiliza la pinza incorrecta. Aunque es poco probable que los ingenieros olviden considerar los requisitos generales de carga para un sistema, es posible que pasen por alto ciertos aspectos de esos requisitos. LOSTPED es una forma de garantizar la integridad.

Preguntas clave para hacer:

* ¿Cuál es el origen de la carga y cómo se orienta?

* ¿Existen consideraciones especiales de manejo?

* ¿Cuánto peso o fuerza se debe manejar?

* ¿Es la fuerza una fuerza hacia abajo, una fuerza de despegue o una fuerza lateral?

【Orientación】

La orientación, o posición relativa o dirección en la que se aplica la fuerza, también es importante, pero a menudo se pasa por alto. Algunos módulos lineales o actuadores pueden soportar cargas hacia arriba o hacia abajo más altas que las cargas laterales debido a sus guías lineales. Otros módulos, utilizando diferentes guías lineales, pueden manejar las mismas cargas en todas las direcciones. Por ejemplo, un módulo equipado con guías lineales de rieles de bolas dobles puede soportar cargas axiales mejor que los módulos con guías estándar.

Preguntas clave para hacer:

*¿Cómo está orientado el módulo lineal o actuador? ¿Es horizontal, vertical o al revés?

* ¿Dónde está orientada la carga con respecto al módulo lineal?

* ¿La carga provocará un momento de balanceo o cabeceo en el módulo lineal?

【Velocidad】

La velocidad y la aceleración también afectan la selección de un sistema de movimiento lineal. Una carga aplicada crea fuerzas muy diferentes sobre el sistema durante la aceleración y desaceleración que a una velocidad constante. También se debe considerar el tipo de perfil de movimiento (trapezoidal o triangular), ya que la aceleración requerida para alcanzar la velocidad o el tiempo de ciclo deseado estará determinado por el tipo de movimiento requerido. Un perfil de movimiento trapezoidal significa que la carga se acelera rápidamente, se mueve a una velocidad relativamente constante durante un período de tiempo y luego se desacelera. Un perfil de movimiento triangular significa que la carga acelera y desacelera rápidamente, como en aplicaciones de recogida y entrega de punto a punto.

La velocidad y la aceleración son factores críticos a la hora de determinar el motor lineal, de correa o de husillo de bolas de accionamiento lineal adecuado.

Preguntas clave para hacer:

* ¿Qué velocidad o tiempo de ciclo se debe lograr?

* ¿La velocidad es constante o variable?

* ¿Cómo afectará la carga a la aceleración y desaceleración?

* ¿El perfil de movimiento es trapezoidal o triangular?

* ¿Qué accionamiento lineal abordará mejor las necesidades de velocidad y aceleración?

【Viajar】

El viaje se refiere a la distancia o rango de movimiento. No sólo se debe considerar la distancia recorrida, sino también el exceso de recorrido. Permitir cierta cantidad de "viaje seguro" o espacio adicional al final de la carrera garantiza la seguridad del sistema en caso de una parada de emergencia.

Preguntas clave para hacer:

* ¿Cuál es la distancia o rango de movimiento?

* ¿Cuánto sobrerrecorrido puede ser necesario en una parada de emergencia?

【Precisión】

Precisión es un término amplio que se utiliza a menudo para definir la precisión del viaje (cómo se comporta el sistema mientras se mueve del punto A al punto B) o la precisión del posicionamiento (qué tan cerca llega el sistema a la posición objetivo). También puede referirse a la repetibilidad, o qué tan bien el sistema regresa a la misma posición al final de cada carrera.

Comprender la diferencia entre estos tres términos (precisión de recorrido, precisión de posicionamiento y repetibilidad) es fundamental para garantizar que el sistema cumpla con las especificaciones de rendimiento y que no esté diseñado en exceso para lograr un grado de precisión que pueda ser innecesario. La principal razón para pensar en los requisitos de precisión es la selección del mecanismo de accionamiento. Los sistemas de movimiento lineal pueden ser accionados por una correa, un husillo de bolas o un motor lineal. Cada tipo ofrece compensaciones entre precisión, velocidad y capacidad de carga. La mejor elección la dictará la aplicación.

Preguntas clave para hacer:

* ¿Qué importancia tienen la precisión del recorrido, la precisión del posicionamiento y la repetibilidad en la aplicación?

* ¿Es la precisión más importante que la velocidad u otros factores PERDIDOS?

【Ambiente】

El entorno se refiere a las condiciones en las que funcionará el sistema. Las temperaturas extremas pueden afectar el rendimiento de los componentes plásticos y la lubricación dentro del sistema. La suciedad, los líquidos y otros contaminantes pueden dañar las pistas de rodadura de los rodamientos y los elementos portadores de carga. El entorno de servicio puede influir en gran medida en la vida útil de un sistema de movimiento lineal. Opciones como tiras selladoras y recubrimientos especiales pueden prevenir daños causados ​​por estos factores ambientales.

Por el contrario, los ingenieros deben pensar en cómo afectará el sistema de movimiento lineal al medio ambiente. El caucho y el plástico pueden desprender partículas. Los lubricantes pueden convertirse en aerosoles. Las piezas móviles pueden generar electricidad estática. ¿Puede su producto aceptar tales contaminantes? Opciones como la lubricación especial y la presión de aire positiva pueden hacer que el módulo o actuador sea adecuado para su uso en una sala limpia.

Preguntas clave para hacer:

* ¿Qué peligros o contaminantes están presentes: temperaturas extremas, suciedad, polvo o líquidos?

* ¿Es el propio sistema de movimiento lineal una fuente potencial de contaminantes para el medio ambiente?

【Ciclo de trabajo】

El ciclo de trabajo es la cantidad de tiempo para completar un ciclo de operación. En todos los actuadores lineales, los componentes internos generalmente determinarán la vida útil del sistema en general. La vida útil del rodamiento dentro de un módulo, por ejemplo, se ve directamente afectada por la carga aplicada, pero también por el ciclo de trabajo que experimentará el rodamiento. Un sistema de movimiento lineal puede ser capaz de cumplir los seis factores anteriores, pero si funciona continuamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana, llegará al final de su vida mucho antes que si funciona sólo 8 horas al día, 5 días a la semana. Además, la cantidad de tiempo de uso versus el tiempo de descanso influye en la acumulación de calor dentro del sistema de movimiento lineal y afecta directamente la vida útil del sistema y el costo de propiedad. Aclarar estas cuestiones con antelación puede ahorrar tiempo y molestias posteriores.

Preguntas clave para hacer:

* ¿Con qué frecuencia se utiliza el sistema, incluido el tiempo de permanencia entre golpes o movimientos?

* ¿Cuánto tiempo debe durar el sistema?