Charge, orientation, vitesse, déplacement, précision, environnement et cycle de service.

Une analyse minutieuse de l'application, incluant l'orientation, le moment et l'accélération, permettra de déterminer la charge à supporter. La charge réelle peut parfois différer de la charge calculée ; les ingénieurs doivent donc tenir compte de l'utilisation prévue et des éventuelles mauvaises utilisations.

Lors du dimensionnement et de la sélection de systèmes de mouvement linéaire pour machines d'assemblage, les ingénieurs négligent souvent les exigences critiques des applications. Cela peut entraîner des modifications de conception et des retouches coûteuses. Pire encore, cela peut aboutir à un système sur-conçu, plus coûteux et moins efficace que prévu.

Avec autant d'options technologiques, il est facile de se sentir dépassé lors de la conception de systèmes de mouvement linéaire à un, deux ou trois axes. Quelle charge le système devra-t-il supporter ? À quelle vitesse devra-t-il se déplacer ? Quelle est la conception la plus rentable ?

Toutes ces questions ont été prises en compte lors du développement de « LOSTPED », un acronyme simple destiné à aider les ingénieurs à recueillir des informations pour la spécification des composants ou modules de mouvement linéaire dans toute application. LOSTPED signifie « charge », « orientation », « vitesse », « course », « précision », « environnement » et « cycle de service ». Chaque lettre représente un facteur à prendre en compte lors du dimensionnement et de la sélection d'un système de mouvement linéaire.

Chaque facteur doit être pris en compte individuellement et collectivement pour garantir des performances optimales du système. Par exemple, la charge impose des contraintes différentes aux roulements en accélération et en décélération qu'à vitesse constante. À mesure que la technologie du mouvement linéaire évolue, passant de composants individuels à des systèmes complets, les interactions entre les composants, tels que les guidages à billes linéaires et les vis à billes, deviennent plus complexes et la conception du système adapté devient plus complexe. LOSTPED peut aider les concepteurs à éviter les erreurs en leur rappelant de prendre en compte ces facteurs interdépendants lors du développement et de la spécification du système.

【Charger】

La charge désigne le poids, ou la force, appliqué au système. Tous les systèmes de mouvement linéaire subissent une charge, telle que des forces descendantes dans les applications de manutention ou des charges axiales dans les applications de perçage, de pressage ou de vissage. D'autres applications subissent une charge constante. Par exemple, dans une application de manutention de plaquettes de semi-conducteurs, une nacelle unifiée à ouverture frontale est transportée d'un poste à l'autre pour être déposée et récupérée. D'autres applications ont des charges variables. Par exemple, dans une application de distribution médicale, un réactif est déposé dans une série de pipettes l'une après l'autre, ce qui allège la charge à chaque étape.

Lors du calcul de la charge, il est important de prendre en compte le type d'outil qui sera placé à l'extrémité du bras pour la préhension ou le transport. Bien que cela ne soit pas spécifiquement lié à la charge, les erreurs à ce niveau peuvent être coûteuses. Par exemple, dans une application de prélèvement et de placement, une pièce très sensible pourrait être endommagée si une pince inadaptée était utilisée. Bien qu'il soit peu probable que les ingénieurs oublient de prendre en compte les exigences générales de charge d'un système, ils peuvent en négliger certains aspects. LOSTPED est un moyen de garantir l'exhaustivité.

Questions clés à poser :

* Quelle est la source de la charge et comment est-elle orientée ?

* Existe-t-il des considérations de manipulation particulières ?

* Quel poids ou quelle force faut-il gérer ?

* La force est-elle une force descendante, une force de décollage ou une force latérale ?

【Orientation】

L'orientation, ou position ou direction relative dans laquelle la force est appliquée, est également importante, mais elle est souvent négligée. Certains modules ou actionneurs linéaires peuvent supporter des charges descendantes ou ascendantes plus élevées que les charges latérales grâce à leurs guidages linéaires. D'autres modules, utilisant des guidages linéaires différents, peuvent supporter les mêmes charges dans toutes les directions. Par exemple, un module équipé de doubles guidages linéaires à billes sur rail supporte mieux les charges axiales que les modules équipés de guidages standard.

Questions clés à poser :

* Comment le module linéaire ou l'actionneur est-il orienté ? Est-il horizontal, vertical ou à l'envers ?

* Où la charge est-elle orientée par rapport au module linéaire ?

* La charge provoquera-t-elle un moment de roulis ou de tangage sur le module linéaire ?

【Vitesse】

La vitesse et l'accélération influencent également le choix d'un système de mouvement linéaire. Une charge appliquée crée des forces très différentes sur le système pendant l'accélération et la décélération qu'à vitesse constante. Le type de profil de mouvement – ​​trapézoïdal ou triangulaire – doit également être pris en compte, car l'accélération requise pour atteindre la vitesse ou le temps de cycle souhaités dépend du type de mouvement requis. Un profil de mouvement trapézoïdal signifie que la charge accélère rapidement, se déplace à vitesse relativement constante pendant un certain temps, puis ralentit. Un profil de mouvement triangulaire signifie que la charge accélère et décélère rapidement, comme dans les applications de prise et de dépose point à point.

La vitesse et l'accélération sont des facteurs essentiels pour déterminer l'entraînement linéaire approprié : vis à billes, courroie ou moteur linéaire.

Questions clés à poser :

* Quelle vitesse ou quel temps de cycle doit être atteint ?

* La vitesse est-elle constante ou variable ?

* Comment la charge affectera-t-elle l’accélération et la décélération ?

* Le profil de déplacement est-il trapézoïdal ou triangulaire ?

* Quel entraînement linéaire répondra le mieux aux besoins de vitesse et d’accélération ?

【Voyager】

La course désigne la distance ou l'amplitude du mouvement. Il faut tenir compte non seulement de la distance de course, mais aussi de la surcourse. Prévoir une course de sécurité, ou un espace supplémentaire, en fin de course garantit la sécurité du système en cas d'arrêt d'urgence.

Questions clés à poser :

* Quelle est la distance ou l’amplitude du mouvement ?

* Quelle surcourse peut être nécessaire lors d'un arrêt d'urgence ?

【Précision】

La précision est un terme général souvent utilisé pour définir la précision de déplacement (comportement du système lors du déplacement d'un point A à un point B) ou la précision de positionnement (la proximité avec laquelle le système atteint la position cible). Elle peut également désigner la répétabilité, c'est-à-dire la précision avec laquelle le système revient à la même position à la fin de chaque course.

Comprendre la différence entre ces trois termes – précision de déplacement, précision de positionnement et répétabilité – est essentiel pour garantir que le système répond aux spécifications de performance et qu'il ne soit pas sur-conçu pour atteindre un degré de précision inutile. La principale raison de bien réfléchir aux exigences de précision est le choix du mécanisme d'entraînement. Les systèmes de mouvement linéaire peuvent être entraînés par une courroie, une vis à billes ou un moteur linéaire. Chaque type offre des compromis entre précision, vitesse et capacité de charge. Le meilleur choix dépendra de l'application.

Questions clés à poser :

* Quelle est l’importance de la précision de déplacement, de la précision de positionnement et de la répétabilité dans l’application ?

* La précision est-elle plus importante que la vitesse ou d’autres facteurs LOSTPED ?

【Environnement】

L'environnement désigne les conditions de fonctionnement du système. Les températures extrêmes peuvent affecter les performances des composants en plastique et la lubrification du système. La saleté, les liquides et autres contaminants peuvent endommager les chemins de roulement et les éléments porteurs. L'environnement de service peut grandement influencer la durée de vie d'un système de mouvement linéaire. Des options telles que des bandes d'étanchéité et des revêtements spéciaux peuvent prévenir les dommages causés par ces facteurs environnementaux.

À l'inverse, les ingénieurs doivent réfléchir à l'impact du système de mouvement linéaire sur l'environnement. Le caoutchouc et le plastique peuvent libérer des particules. Les lubrifiants peuvent être aérosolisés. Les pièces mobiles peuvent générer de l'électricité statique. Votre produit peut-il supporter de tels contaminants ? Des options telles qu'une lubrification spéciale et une pression d'air positive peuvent rendre le module ou l'actionneur compatible avec une utilisation en salle blanche.

Questions clés à poser :

* Quels dangers ou contaminants sont présents : températures extrêmes, saleté, poussière ou liquides ?

* Le système de mouvement linéaire lui-même est-il une source potentielle de contaminants pour l’environnement ?

【Cycle de service】

Le cycle de service correspond au temps nécessaire pour effectuer un cycle de fonctionnement. Dans tous les actionneurs linéaires, les composants internes déterminent généralement la durée de vie du système global. La durée de vie d'un roulement à l'intérieur d'un module, par exemple, est directement affectée par la charge appliquée, mais également par son cycle de service. Un système de mouvement linéaire peut répondre aux six facteurs précédents, mais s'il fonctionne en continu 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, il atteindra sa fin de vie beaucoup plus tôt que s'il ne fonctionne que 8 heures par jour, 5 jours par semaine. De plus, le rapport entre le temps d'utilisation et le temps de repos influence l'accumulation de chaleur à l'intérieur du système de mouvement linéaire et affecte directement sa durée de vie et son coût de possession. Clarifier ces points à l'avance permet de gagner du temps et d'éviter des désagréments ultérieurs.

Questions clés à poser :

* À quelle fréquence le système est-il utilisé, y compris le temps d'arrêt entre les coups ou les mouvements ?

* Combien de temps le système doit-il durer ?