Carga, Orientación, Velocidad, Desplazamiento, Precisión, Entorno y Ciclo de trabajo.

Un análisis minucioso de la aplicación, incluyendo la orientación, el momento y la aceleración, revelará la carga que debe soportarse. En ocasiones, la carga real puede variar respecto a la calculada, por lo que los ingenieros deben considerar el uso previsto y el posible uso indebido.

Al dimensionar y seleccionar sistemas de movimiento lineal para máquinas de ensamblaje, los ingenieros suelen pasar por alto requisitos críticos de la aplicación. Esto puede conllevar costosos rediseños y retrabajos. Peor aún, puede resultar en un sistema sobredimensionado, 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 deberá soportar el sistema? ¿A qué velocidad deberá moverse? ¿Cuál es el diseño más rentable?

Todas estas preguntas se consideraron al desarrollar "LOSTPED", un acrónimo simple que ayuda 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 a considerar al dimensionar y seleccionar un sistema de movimiento lineal.

Cada factor debe considerarse individualmente y en conjunto para garantizar el rendimiento óptimo del sistema. Por ejemplo, la carga impone exigencias diferentes a los rodamientos durante la aceleración y la desaceleración que a velocidades constantes. A medida que la tecnología de movimiento lineal evoluciona de componentes individuales a sistemas completos, las interacciones entre componentes, como las guías de rodamientos lineales y un accionamiento de husillo de bolas, se vuelven más complejas y el diseño del sistema adecuado se vuelve más difícil. 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 se someten a algún tipo de carga, como fuerzas descendentes en aplicaciones de manipulación de materiales o cargas de empuje en aplicaciones de taladrado, prensado o atornillado. Otras aplicaciones se someten a una carga constante. Por ejemplo, en una aplicación de manipulación de obleas de semiconductores, una cápsula unificada de apertura frontal se transporta de una bahía a otra para su descarga y recogida. Otras aplicaciones tienen cargas variables. Por ejemplo, en una aplicación de dispensación médica, un reactivo se deposita en una serie de pipetas, una tras otra, lo que resulta en una carga más ligera en cada paso.

Al calcular la carga, conviene considerar el tipo de herramienta que se colocará al final del brazo para recogerla o transportarla. Aunque no está específicamente relacionado con la carga, los errores en este aspecto pueden ser costosos. Por ejemplo, en una aplicación de recogida y colocación, una pieza de trabajo altamente sensible podría dañarse si se utiliza una pinza incorrecta. Si bien es poco probable que los ingenieros olviden considerar los requisitos generales de carga de un sistema, sí podrían pasar por alto ciertos aspectos de dichos requisitos. LOSTPED es una forma de garantizar la integridad.

Preguntas clave que debe plantearse:

* ¿Cuál es la fuente de la carga y cómo está orientada?

*¿Existen consideraciones especiales de manejo?

*¿Cuánto peso o fuerza hay que manejar?

* ¿La fuerza es una fuerza hacia abajo, una fuerza de despegue o una fuerza lateral?

【Orientación】

La orientación, o posición o dirección relativa en la que se aplica la fuerza, también es importante, pero a menudo se pasa por alto. Algunos módulos o actuadores lineales pueden soportar cargas descendentes o ascendentes mayores que las cargas laterales gracias a sus guías lineales. Otros módulos, que utilizan guías lineales diferentes, pueden soportar las mismas cargas en todas las direcciones. Por ejemplo, un módulo equipado con guías lineales de doble raíl de bolas puede soportar cargas axiales mejor que los módulos con guías estándar.

Preguntas clave que debe plantearse:

¿Cómo está orientado el módulo lineal o actuador? ¿Es horizontal, vertical o invertido?

* ¿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 influyen en la selección de un sistema de movimiento lineal. Una carga aplicada genera fuerzas muy diferentes en el sistema durante la aceleración y la desaceleración que a velocidad constante. También debe considerarse el tipo de perfil de movimiento (trapezoidal o triangular), ya que la aceleración necesaria para alcanzar la velocidad o el tiempo de ciclo deseados dependerá del tipo de movimiento requerido. Un perfil de movimiento trapezoidal significa que la carga acelera rápidamente, se mueve a una velocidad relativamente constante durante un tiempo y luego desacelera. Un perfil de movimiento triangular significa que la carga acelera y desacelera rápidamente, como en aplicaciones de recogida y entrega punto a punto.

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

Preguntas clave que debe plantearse:

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

*¿La velocidad es constante o variable?

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

* ¿El perfil del movimiento es trapezoidal o triangular?

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

【Viajar】

El recorrido se refiere a la distancia o rango de movimiento. No solo debe considerarse la distancia de recorrido, sino también el sobrerrecorrido. Dejar cierto margen de seguridad, o espacio adicional, al final de la carrera garantiza la seguridad del sistema en caso de una parada de emergencia.

Preguntas clave que debe plantearse:

*¿Cuál es la distancia o rango de movimiento?

*¿Cuánto recorrido adicional puede requerirse en una parada de emergencia?

【Precisión】

La precisión es un término amplio que se utiliza a menudo para definir la exactitud de desplazamiento (el comportamiento del sistema al desplazarse del punto A al punto B) o la precisión de posicionamiento (la precisión con la que el sistema alcanza la posición objetivo). También puede referirse a la repetibilidad, es decir, la precisión con la que el sistema regresa a la misma posición al final de cada recorrido.

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 sobredimensionado para lograr un grado de precisión innecesario. La principal razón para considerar los requisitos de precisión es la selección del mecanismo de accionamiento. Los sistemas de movimiento lineal pueden accionarse mediante una correa, un husillo de bolas o un motor lineal. Cada tipo ofrece equilibrio entre precisión, velocidad y capacidad de carga. La mejor opción dependerá de la aplicación.

Preguntas clave que debe plantearse:

* ¿Qué importancia tienen la precisión de desplazamiento, la precisión de posicionamiento y la repetibilidad en la aplicación?

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

【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 del sistema. La suciedad, los líquidos y otros contaminantes pueden dañar las pistas de rodadura y los elementos portantes. El entorno de servicio puede influir considerablemente en la vida útil de un sistema de movimiento lineal. Opciones como las tiras de sellado y los recubrimientos especiales pueden prevenir daños causados ​​por estos factores ambientales.

Por otro lado, los ingenieros deben considerar cómo el sistema de movimiento lineal afectará al medio ambiente. El caucho y el plástico pueden desprender partículas. Los lubricantes pueden aerosolizarse. Las piezas móviles pueden generar electricidad estática. ¿Su producto puede absorber estos contaminantes? Opciones como la lubricación especial y la presión de aire positiva pueden hacer que el módulo o actuador sea apto para su uso en una sala limpia.

Preguntas clave que debe plantearse:

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

* ¿El sistema de movimiento lineal es en sí mismo una fuente potencial de contaminantes para el medio ambiente?

【Ciclo de trabajo】

El ciclo de trabajo es el tiempo necesario para completar un ciclo de funcionamiento. En todos los actuadores lineales, los componentes internos generalmente determinan la vida útil del sistema. La vida útil de un rodamiento dentro de un módulo, por ejemplo, se ve afectada directamente por la carga aplicada, pero también por el ciclo de trabajo que experimentará. Un sistema de movimiento lineal puede cumplir con los seis factores anteriores, pero si funciona de forma continua las 24 horas del día, los 7 días de la semana, alcanzará el final de su vida útil mucho antes que si solo funciona 8 horas al día, 5 días a la semana. Además, la diferencia entre el tiempo de uso y el tiempo de reposo influye en la acumulación de calor dentro del sistema de movimiento lineal y afecta directamente la vida útil del sistema y el coste de propiedad. Aclarar estos aspectos con antelación puede ahorrar tiempo y evitar problemas posteriores.

Preguntas clave que debe plantearse:

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

*¿Cuánto tiempo debe durar el sistema?