यह लेख एक रैखिक प्रणाली के डिज़ाइन की मूल बातें समझाएगा, जिसमें संरचनात्मक समर्थन प्रणाली, मार्गदर्शन तकनीक, ड्राइव तकनीक और सीलिंग, स्नेहन और सहायक उपकरण शामिल हैं। सबसे पहले, यह विभिन्न तकनीकों, जैसे लीड स्क्रू ड्राइव, बॉल स्क्रू ड्राइव, बेल्ट ड्राइव, बॉल गाइड, स्लाइड गाइड और व्हील गाइड, के फायदे और नुकसान पर चर्चा करेगा। इसके बाद, लेख मानक बिल्डिंग ब्लॉक्स से सिस्टम को कॉन्फ़िगर करने की तुलना में अपनी खुद की रैखिक प्रणाली के डिज़ाइन और निर्माण के फायदे और नुकसान पर विचार करेगा। अंत में, लेख किफायती मानक घटकों के आधार पर एक रैखिक प्रणाली के आकार और चयन के लिए एक चरण-दर-चरण वेब-आधारित प्रक्रिया का वर्णन करेगा।

एक रैखिक प्रणाली के निर्माण खंड संरचनात्मक आधार प्रणाली, ड्राइव प्रणाली, गाइड प्रणाली, सीलिंग, स्नेहन और सहायक उपकरण हैं। संरचनात्मक आधार प्रणाली का मुख्य घटक आमतौर पर एक एल्युमीनियम एक्सट्रूज़न होता है जो 12 मीटर तक की लंबाई में उपलब्ध होता है। आधार की माउंटिंग सतह को उन अनुप्रयोगों के लिए मशीनीकृत किया जा सकता है जिनमें सटीक स्थिति की आवश्यकता होती है। कम सटीकता वाले परिवहन-प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए आधार एक्सट्रूज़न आमतौर पर मशीनीकृत नहीं होते हैं। परिवहन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले आधार भार के तहत झुकने और एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान विरूपण के प्रतिरोध के लिए अनुकूलित होते हैं, जिससे प्रणाली को केवल सिरों पर ही सहारा दिया जा सकता है।

गाइड के मुख्य प्रकार बॉल गाइड, व्हील गाइड और स्लाइड या प्रिज्म गाइड हैं। बॉल गाइड 38,000 न्यूटन (N) तक के उच्च पेलोड और 27.60 न्यूटन मीटर (Nm) तक के उच्च आघूर्ण भार को सहन कर सकते हैं। बॉल गाइड के अन्य लाभों में कम घर्षण और उच्च कठोरता शामिल हैं। बॉल गाइड एकल या दोहरे रेल विन्यास में उपलब्ध हैं। बॉल गाइड की कमज़ोरियों में अपेक्षाकृत उच्च लागत और उच्च शोर स्तर शामिल हैं। व्हील गाइड का एक प्रमुख लाभ 10 मीटर प्रति सेकंड (m/s) तक की असाधारण उच्च गति पर संचालित करने की उनकी क्षमता है। व्हील गाइड कम घर्षण और बहुत अधिक कठोरता भी प्रदान करते हैं। दूसरी ओर, व्हील गाइड में शॉक लोडिंग के प्रति अपेक्षाकृत कम प्रतिरोध होता है। स्लाइड गाइड बहुत शांत संचालन प्रदान करने और उच्च शॉक लोड को झेलने के लिए प्रोफ़ाइल सतह पर सीधे चलने वाले प्रिज्म के आकार के पॉलीमर बुशिंग का उपयोग करते हैं। स्लाइड गाइड का एक प्रमुख लाभ दूषित वातावरण में संचालित करने की उनकी क्षमता है। स्लाइड गाइड में बॉल या व्हील गाइड की तुलना में कम गति और भार क्षमता होती है।

सबसे लोकप्रिय ड्राइव तकनीकें बॉल स्क्रू ड्राइव, लीड स्क्रू ड्राइव और बेल्ट ड्राइव हैं। बॉल स्क्रू ड्राइव में एक बॉल स्क्रू और बॉल नट के साथ रीसर्क्युलेटिंग बॉल बेयरिंग होते हैं। ग्राउंड और प्रीलोडेड बॉल स्क्रू असाधारण रूप से उच्च पोजिशनिंग सटीकता प्रदान करते हैं। बॉल स्क्रू पर भार कई बॉल बेयरिंग पर वितरित किया जाता है ताकि प्रत्येक बॉल पर अपेक्षाकृत कम भार पड़े। परिणामस्वरूप 0.005 मिमी तक की उच्च निरपेक्ष सटीकता, 40 किलोन्यूटन तक की उच्च थ्रस्ट क्षमता और उच्च कठोरता प्राप्त होती है। निरपेक्ष सटीकता को अपेक्षित और वास्तविक स्थिति के बीच अधिकतम त्रुटि के रूप में परिभाषित किया जाता है। बॉल स्क्रू ड्राइव आमतौर पर 90% की यांत्रिक दक्षता प्रदान करते हैं, इसलिए उनकी उच्च लागत अक्सर कम बिजली आवश्यकताओं से संतुलित हो जाती है। बॉल स्क्रू की महत्वपूर्ण गति स्क्रू के मूल व्यास, असमर्थित लंबाई और अंतिम आधार विन्यास द्वारा निर्धारित होती है। बॉल स्क्रू सपोर्ट 12 मीटर स्ट्रोक और 3,000 आरपीएम इनपुट गति तक की स्क्रू चालित इकाइयों के उपयोग को सक्षम बनाते हैं। लीड स्क्रू ड्राइव बॉल स्क्रू ड्राइव की निरपेक्ष पोजिशनिंग सटीकता की बराबरी नहीं कर सकते, लेकिन वे 0.005 मिमी की उत्कृष्ट पुनरावृत्ति प्रदान करते हैं। पुनरावर्तनीयता को एक स्थिति निर्धारण प्रणाली की उस क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है जो संचालन के दौरान उसी दिशा से समान गति और मंदन दर पर पहुँचने पर किसी स्थान पर वापस लौट आती है। लीड स्क्रू ड्राइव का उपयोग निम्न से मध्यम ड्यूटी साइकिल स्थिति निर्धारण अनुप्रयोगों में किया जाता है और ये कम शोर स्तर पर संचालित होते हैं। बेल्ट ड्राइव का उपयोग उच्च गति, उच्च थ्रूपुट परिवहन अनुप्रयोगों में 10 मीटर/सेकंड तक के वेग और 40 मीटर/सेकंड2 तक के त्वरण के साथ किया जाता है। गाइड सिस्टम और ड्राइव सिस्टम दोनों को आमतौर पर स्नेहन की आवश्यकता होती है। स्नेहन फिटिंग तक आसान पहुँच निवारक रखरखाव को सरल बनाती है। एक प्रभावी तरीका कैरिज पर ज़र्क फिटिंग का उपयोग है जो एक नेटवर्क को पोषित करती है जिसके माध्यम से बॉल स्क्रू और रैखिक बेयरिंग सिस्टम दोनों को स्थापना के दौरान और आवधिक रखरखाव अंतराल पर स्नेहन किया जाता है। प्रिज़्म गाइड सिस्टम रखरखाव मुक्त है। पॉलिमर की अंतर्निहित चिकनाई के अलावा, इसमें स्नेहकयुक्त फेल्ट वाइपर भी होते हैं जो प्रत्येक स्ट्रोक पर स्नेहक की पूर्ति करते हैं। सीलिंग तकनीक कई अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है। एक चुंबकीय पट्टी सील में एक स्टेनलेस स्टील चुंबकीय बैंड होता है जो तनाव बनाए रखने के लिए स्प्रिंग-लोडेड होता है। दोनों सिरे सिस्टम की अंतिम प्लेटों पर लगे होते हैं और कवर बैंड या सीलिंग स्ट्रिप को कैरिज में एक गुहा से होकर गुज़ारा जाता है। जैसे-जैसे कैरिज सिस्टम की लंबाई पार करते हैं, स्ट्रिप को चुम्बकों से ऊपर उठा दिया जाता है ताकि कैरिज आसानी से गुजर सके।

एक वैकल्पिक सीलिंग तकनीक, प्लास्टिक कवर बैंड एक अनुकूल रबर पट्टी का उपयोग करते हैं जो बेस एक्सट्रूज़न के साथ जुड़कर, ज़िपलॉक बैग की तरह काम करती है। "टंग एंड ग्रूव" प्रोफाइल एक भूलभुलैया सील बनाते हैं जो कणों के प्रवेश को रोकने में बेहद प्रभावी है। लचीले मोटर माउंट रैखिक प्रणालियों को स्वचालित संयोजनों में एकीकृत करना आसान बनाते हैं। उपयोगकर्ता बस एक मानक NEMA मोटर माउंट का अनुरोध कर सकते हैं या अपनी मोटर के लिए विशिष्ट माउंटिंग जानकारी प्रदान कर सकते हैं या मोटर निर्माता का नाम और पार्ट नंबर प्रदान कर सकते हैं। हाउसिंग और कपलिंग को ग्राहक की मोटर की प्रमुख विशेषताओं के साथ मेल खाने के लिए सामान्य ब्लैंक से मशीन किया जाता है: मोटर फ्लैंज पर बोल्ट का आकार और बोल्ट सर्कल का व्यास; मोटर पायलट का व्यास; और मोटर शाफ्ट का व्यास और लंबाई। इससे स्लाइड्स को लगभग किसी भी मोटर पर, क्षैतिज, लंबवत, तिरछा या उल्टा, आसानी से, गारंटीकृत संरेखण के साथ माउंट किया जा सकता है।

हर प्रकार के ड्राइव और गाइड का संयोजन उपयोगी नहीं होता। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सात तकनीकी समूहों में लीड स्क्रू ड्राइव और बॉल गाइड, लीड स्क्रू ड्राइव और स्लाइड गाइड, बॉल स्क्रू ड्राइव और बॉल गाइड, बॉल स्क्रू ड्राइव और स्लाइड गाइड, बेल्ट ड्राइव और बॉल गाइड, बेल्ट ड्राइव और स्लाइड गाइड, और बेल्ट ड्राइव और व्हील गाइड शामिल हैं। स्पाइडर आरेख इनमें से प्रत्येक तकनीक की सापेक्षिक शक्तियों और कमज़ोरियों को दर्शाते हैं। बॉल स्क्रू ड्राइव और बॉल गाइड तकनीक उच्च पुनरावृत्ति, उच्च कठोरता और उच्च बलों और आघूर्णों को संभालने की क्षमता प्रदान करती है। इसका उपयोग उच्च भार और उच्च ड्यूटी चक्रों वाले सटीक पोजिशनिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि मशीन टूल पर गियर ब्लैंक को लोड और अनलोड करने के लिए उपयोग की जाने वाली रैखिक प्रणाली। बेल्ट-चालित, बॉल-निर्देशित इकाइयाँ भारी पेलोड और उच्च आघूर्ण भार वाले उच्च गति और त्वरण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई हैं। यह तकनीकी समूह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जो एक अंतराल को भरते हैं और सिरों पर या रुक-रुक कर समर्थित होते हैं। एक विशिष्ट अनुप्रयोग में कैन पैलेटाइज़ेशन शामिल है। बेल्ट-चालित, स्लाइड-निर्देशित रैखिक प्रणालियाँ मध्यम गति और त्वरण क्षमता प्रदान करती हैं। स्लाइड गाइड प्रभाव भार को संभाल सकते हैं, लेकिन उनके रैखिक वेग कुछ हद तक सीमित होते हैं। यह संयोजन एक लागत-प्रभावी, कम शोर वाला समाधान प्रदान करता है जिसके रखरखाव की आवश्यकता कम होती है। चुंबकीय आवरण बैंड जोड़ने से यह समाधान उच्च कण सामग्री वाले वातावरण और शीट मेटल स्प्रे उपचार अनुप्रयोगों जैसे वाश डाउन आवश्यकताओं के लिए आदर्श बन जाता है। बेल्ट-चालित, पहिया-निर्देशित इकाइयाँ मध्यम लागत, कम शोर और अपेक्षाकृत कम रखरखाव आवश्यकताओं के साथ उच्च रैखिक वेग और त्वरण क्षमताएँ प्रदान करती हैं। एक विशिष्ट अनुप्रयोग पैकेजिंग और फिलिंग मशीन है।

बनाएं या खरीदें? रैखिक प्रणाली बनाने या खरीदने पर विचार करते समय, रैखिक प्रणाली को डिज़ाइन करने के लिए आवश्यक इंजीनियरिंग समय और विशेषज्ञता को देखना महत्वपूर्ण है। एक प्रणाली को डिज़ाइन करने में रैखिक और रेडियल बेयरिंग लाइफ, बॉल स्क्रू लाइफ, बॉल स्क्रू की महत्वपूर्ण गति, सपोर्ट प्रोफाइल का विक्षेपण, स्नेहन चयन, कवर डिज़ाइन आदि जैसी इंजीनियरिंग गणनाएँ शामिल होती हैं। डिज़ाइन समय को कम करने के लिए रैखिक प्रणाली को सुपर-साइज़ करने के दृष्टिकोण का नुकसान यह है कि लागत और लिफ़ाफ़ा बढ़ जाता है और यह सुनिश्चित करने के लिए बुनियादी इंजीनियरिंग की अभी भी आवश्यकता होती है कि कोई बुनियादी बात छूट न जाए। रैखिक प्रणालियाँ खरीदते समय, कई बार ऐसा होगा जब मानक कैटलॉग उत्पाद एप्लिकेशन की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। इस मामले में, मानक उत्पादों या व्हाइट शीट डिज़ाइनों में महत्वपूर्ण संशोधन व्यवहार्य विकल्प हैं। उत्पादों और इंजीनियरिंग क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला वाला