Comment « LOSTPED » peut-il vous aider ?

De l'emballage et de la manutention des matériaux à la fabrication de semi-conducteurs et à l'assemblage automobile, pratiquement tous les processus de fabrication intègrent un certain type de mouvement linéaire, et à mesure que les fabricants se familiarisent avec la flexibilité et la simplicité des systèmes de mouvement linéaire modulaires, ces systèmes - qu'il s'agisse de systèmes robotiques cartésiens à un, deux ou trois axes complets - trouvent leur place dans les domaines de la production.

Une erreur courante commise par les ingénieurs et les concepteurs lors du dimensionnement et de la sélection des systèmes de mouvement linéaire est de négliger les exigences critiques de l'application finale. Cela peut entraîner des reconceptions et des retouches coûteuses dans le pire des cas, mais aussi souvent un système sur-conçu, plus coûteux et moins efficace que souhaité. Face à la multitude de solutions possibles, il est facile de se sentir dépassé lors de la conception d'un système de mouvement linéaire. 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 et bien d'autres ont été prises en compte lorsque le groupe Linear Motion and Assembly Technologies de Bosch Rexroth a développé « LOSTPED », un acronyme simple qui guide l'ingénieur ou le concepteur dans la collecte des informations nécessaires pour spécifier les composants ou modules de mouvement linéaire appropriés dans une application donnée.

QU'EST-CE QUE LOSTPED ?

LOSTPED signifie Charge, Orientation, Vitesse, Déplacement, Précision, Environnement et Cycle de service. Chaque lettre de l'acronyme LOSTPED représente un facteur à prendre en compte lors du dimensionnement et de la sélection d'un système de mouvement linéaire. Par exemple, la charge impose des exigences différentes au système de roulements lors des accélérations et des décélérations que lors des mouvements à vitesse constante. À mesure que les solutions de mouvement linéaire évoluent, passant de composants individuels à des modules linéaires complets ou à des systèmes cartésiens, les interactions entre les composants du système (guidages à roulements linéaires et entraînements par vis à billes, courroies ou moteurs linéaires) deviennent plus complexes, rendant la conception du système adapté plus complexe. L'acronyme LOSTPED peut aider les concepteurs à éviter les erreurs en leur rappelant simplement de prendre en compte tous les facteurs interdépendants lors du développement et de la spécification du système.

COMMENT UTILISER LOSTPED

Vous trouverez ci-dessous des descriptions de chaque facteur LOSTPED, ainsi que des questions clés à poser lors de la détermination des critères de dimensionnement et de sélection d'un système de mouvement linéaire.

CHARGER

La charge désigne le poids ou la force appliquée au système. Tous les systèmes de mouvement linéaire sont soumis à 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 sont soumises à une charge constante, comme la manutention de plaquettes de semi-conducteurs, où un module unifié à ouverture frontale (FOUP) est transporté d'un poste à l'autre pour le dépôt et la récupération. Un troisième type est défini par des charges variables, comme une application de distribution médicale, où le réactif est déposé dans une série de pipettes l'une après l'autre, ce qui allège la charge à chaque étape.

Lors de l'évaluation de la charge, il est également important de vérifier 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, si une pièce très sensible est saisie lors d'une application de pick-and-place, elle risque d'être endommagée si un type de pince inapproprié est utilisé.

QUESTIONS CLÉS À POSER :

• Quelle est la source de la charge et comment est-elle orientée ?
• Existe-t-il des considérations de manipulation particulières ?
• Quelle quantité de poids ou de force doit être gérée ?
• 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 souvent négligée. Certains types de modules ou d'actionneurs linéaires peuvent supporter des charges descendantes/ascendantes plus élevées que des charges latérales grâce au système de guidage linéaire intégré. D'autres modules, utilisant des guidages linéaires différents, peuvent supporter les mêmes charges dans toutes les directions.

Le module compact CKK de Rexroth, par exemple, utilise un système de guidage à double rail à billes et est fréquemment utilisé dans les applications nécessitant des charges latérales ou axiales. La plupart des fournisseurs de systèmes de mouvement linéaire de haute qualité proposant des modules et des actionneurs adaptés à diverses situations, il est important de s'assurer que les modules spécifiés peuvent supporter les exigences de charge dans l'orientation requise pour garantir le succès de l'application.

QUESTIONS CLÉS À POSER :

• Comment le module linéaire ou l'actionneur est-il orienté ?
• Est-ce horizontal, vertical ou à l'envers ?
• Où est orientée la charge 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 lors des phases d'accélération et de décélération, et lors d'un mouvement 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 une 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 également des facteurs essentiels pour déterminer le type d'entraînement linéaire approprié, généralement une vis à billes, une courroie ou un moteur linéaire.

QUESTIONS CLÉS À POSER :

• Quelle vitesse ou quel temps de cycle doit être atteint ?
• Est-ce une vitesse constante ou une vitesse variable ?
• Quel sera l’impact de la charge sur 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 ?

VOYAGE

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 (amplitude de mouvement) ?
• Quelle distance de dépassement peut être nécessaire lors d'un arrêt d'urgence ?

PRÉCISION

La précision est un terme général souvent utilisé pour définir soit la précision de déplacement (comportement du système lors du déplacement d'un point A à un point B), soit la précision de positionnement (la proximité avec laquelle le système atteint la position cible). Elle peut également faire référence à la répétabilité. Comprendre la différence entre ces trois termes – précision de déplacement, précision de positionnement et répétabilité – est souvent essentiel pour garantir que le système répond aux spécifications de performance et qu'il ne surcompense pas un degré de précision élevé qui pourrait être inutile.

La principale raison d'examiner attentivement les exigences de précision est le choix du mécanisme d'entraînement : entraînement par courroie, vis à billes ou moteur linéaire. Chaque type offre des compromis entre précision, vitesse et capacité de charge, et le meilleur choix dépend principalement 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 ambiantes dans lesquelles le système est censé fonctionner. Par exemple, des températures extrêmes peuvent affecter les performances des composants en plastique et la lubrification du système, tandis que la saleté, les liquides et autres contaminants peuvent endommager les chemins de roulement et les éléments porteurs.

Il s'agit d'un facteur de performance souvent négligé, mais qui 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 contribuer à prévenir les dommages causés par ces facteurs environnementaux. De plus, des options comme une lubrification spéciale et une pression d'air positive peuvent rendre le module ou l'actionneur adapté à une utilisation en salle blanche.

QUESTIONS CLÉS À POSER :

• Quels types de dangers ou de contaminants sont présents : températures extrêmes, saleté, poussière, liquides, etc. ?
• À l’inverse, le système de mouvement linéaire lui-même est-il une source potentielle de contaminants pour l’environnement (ESD, lubrifiants ou particules) ?

CYCLE DE SERVICE

Le facteur de marche correspond au temps nécessaire pour effectuer un cycle de fonctionnement complet. Dans tous les actionneurs linéaires, les composants internes déterminent généralement la durée de vie du système final. La durée de vie des roulements d'un module, par exemple, est directement affectée par la charge appliquée et par le facteur de marche qu'ils subiront. Un système de mouvement linéaire peut répondre aux six facteurs précédents, mais s'il fonctionne en continu 24h/24 et 7j/7, il tombera en panne beaucoup plus tôt que s'il ne fonctionne que huit heures par jour, cinq jours par semaine. 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 a un impact direct sur 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, car les pièces d'usure, comme les courroies, peuvent être facilement stockées pour être remplacées.

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 ?

QUELQUES CONSEILS FINAUX

Outre LOSTPED, les concepteurs devraient consulter un distributeur réputé ou le service d'ingénierie d'application du fabricant. Ces ressources ont généralement l'expérience de centaines d'applications, dont beaucoup sont similaires à celle en question. Par conséquent, elles peuvent gagner un temps considérable et proposer des solutions de réduction des coûts en anticipant les problèmes potentiels. Après tout, l'objectif final est d'obtenir le meilleur système de mouvement linéaire possible au coût de possession le plus bas ; des ingénieurs d'application compétents et familiarisés avec LOSTPED peuvent garantir à leurs clients cet objectif.