Carico, Orientamento, Velocità, Viaggio, Precisione, Ambiente e Ciclo di lavoro.

Un'attenta analisi dell'applicazione, inclusi orientamento, momento e accelerazione, rivelerà il carico che deve essere supportato. A volte, il carico effettivo può variare rispetto al carico calcolato, quindi gli ingegneri devono considerare l'uso previsto e il potenziale uso improprio.

Nel dimensionare e selezionare i sistemi di movimento lineare per le macchine di assemblaggio, gli ingegneri spesso trascurano i requisiti applicativi critici. Ciò può portare a costose riprogettazioni e rilavorazioni. Peggio ancora, può portare a un sistema sovradimensionato che risulta più costoso e meno efficace di quanto desiderato.

Con così tante opzioni tecnologiche, è facile sentirsi sopraffatti durante la progettazione di sistemi di movimento lineare a uno, due e tre assi. Quanto carico dovrà gestire il sistema? Quanto velocemente dovrà muoversi? Qual è il design più conveniente?

Tutte queste domande sono state prese in considerazione quando abbiamo sviluppato "LOSTPED", un semplice acronimo per aiutare gli ingegneri a raccogliere informazioni per specificare componenti o moduli di movimento lineare in qualsiasi applicazione. LOSTPED sta per carico, orientamento, velocità, spostamento, precisione, ambiente e ciclo di lavoro. Ogni lettera rappresenta un fattore che deve essere considerato quando si dimensiona e si seleziona un sistema di movimento lineare.

Ciascun fattore deve essere considerato singolarmente e come gruppo per garantire prestazioni ottimali del sistema. Ad esempio, il carico impone ai cuscinetti esigenze diverse durante l'accelerazione e la decelerazione rispetto a quelle a velocità costanti. Man mano che la tecnologia del movimento lineare si evolve da singoli componenti a sistemi completi, le interazioni tra i componenti, come le guide lineari con cuscinetti e una vite a ricircolo di sfere, diventano più complesse e la progettazione del sistema giusto diventa più impegnativa. LOSTPED può aiutare i progettisti a evitare errori ricordando loro di considerare questi fattori correlati durante lo sviluppo e le specifiche del sistema.

【Carico】

Il carico si riferisce al peso, o forza, applicato al sistema. Tutti i sistemi di movimento lineare incontrano qualche tipo di carico, come forze verso il basso nelle applicazioni di movimentazione dei materiali o carichi di spinta nelle applicazioni di foratura, pressatura o avvitatura. Altre applicazioni incontrano un carico costante. Ad esempio, in un'applicazione per la movimentazione di wafer semiconduttori, un pod unificato con apertura frontale viene trasportato da un vano all'altro per il deposito e il prelievo. Altre applicazioni hanno carichi variabili. Ad esempio, in un'applicazione di distribuzione medica, un reagente viene depositato in una serie di pipette una dopo l'altra, risultando in un carico più leggero ad ogni passaggio.

Nel calcolare il carico, vale la pena considerare il tipo di utensile che si troverà all'estremità del braccio per raccogliere o trasportare il carico. Anche se non sono specificamente legati al carico, gli errori in questo caso possono costare caro. Ad esempio, in un'applicazione pick-and-place, un pezzo altamente sensibile potrebbe danneggiarsi se viene utilizzata la pinza sbagliata. Sebbene sia improbabile che gli ingegneri dimentichino di considerare i requisiti generali di carico di un sistema, potrebbero effettivamente trascurare alcuni aspetti di tali requisiti. LOSTPED è un modo per garantire la completezza.

Domande chiave da porre:

* Qual è l'origine del carico e come è orientato?

* Ci sono considerazioni particolari sulla gestione?

*Quanto peso o forza devono essere gestiti?

* La forza è una forza verso il basso, una forza di decollo o una forza laterale?

【Orientamento】

Anche l'orientamento, o la posizione o direzione relativa in cui viene applicata la forza, è importante, ma spesso viene trascurato. Alcuni moduli lineari o attuatori possono gestire un carico maggiore verso il basso o verso l'alto rispetto al carico laterale grazie alle loro guide lineari. Altri moduli, utilizzando guide lineari diverse, possono gestire gli stessi carichi in tutte le direzioni. Ad esempio, un modulo dotato di guide lineari a doppia guida a ricircolo di sfere può gestire i carichi assiali meglio dei moduli con guide standard.

Domande chiave da porre:

* Come è orientato il modulo lineare o l'attuatore? È orizzontale, verticale o capovolto?

*Dove è orientato il carico rispetto al modulo lineare?

* Il carico causerà un momento di rollio o di beccheggio sul modulo lineare?

【Velocità】

Anche la velocità e l'accelerazione influiscono sulla scelta di un sistema di movimento lineare. Un carico applicato crea forze molto diverse sul sistema durante l'accelerazione e la decelerazione rispetto a quelle che crea a velocità costante. È inoltre necessario considerare il tipo di profilo di movimento, trapezoidale o triangolare, poiché l'accelerazione richiesta per raggiungere la velocità o il tempo di ciclo desiderati sarà determinata dal tipo di movimento richiesto. Un profilo di movimento trapezoidale significa che il carico accelera rapidamente, si muove a velocità relativamente costante per un periodo di tempo e quindi rallenta. Un profilo di movimento triangolare fa sì che il carico acceleri e deceleri rapidamente, come nelle applicazioni di ritiro e riconsegna punto a punto.

La velocità e l'accelerazione sono fattori critici nel determinare la vite a ricircolo di sfere, la cinghia o il motore lineare più appropriati.

Domande chiave da porre:

*Quale velocità o tempo di ciclo deve essere raggiunto?

* La velocità è costante o variabile?

* In che modo il carico influirà sull'accelerazione e sulla decelerazione?

* Il profilo di spostamento è trapezoidale o triangolare?

* Quale azionamento lineare risponderà meglio alle esigenze di velocità e accelerazione?

【Viaggio】

Il viaggio si riferisce alla distanza o al raggio di movimento. Non bisogna considerare solo la distanza percorsa, ma anche la corsa eccessiva. Concedere una certa quantità di "corsa di sicurezza" o spazio aggiuntivo alla fine della corsa garantisce la sicurezza del sistema in caso di arresto di emergenza.

Domande chiave da porre:

* Qual è la distanza o il raggio di movimento?

* Quanta extracorsa può essere necessaria in un arresto di emergenza?

【Precisione】

Precisione è un termine ampio che viene spesso utilizzato per definire l'accuratezza del viaggio (come si comporta il sistema mentre si sposta dal punto A al punto B) o l'accuratezza del posizionamento (quanto vicino il sistema raggiunge la posizione target). Può anche riferirsi alla ripetibilità o alla capacità del sistema di tornare nella stessa posizione alla fine di ogni corsa.

Comprendere la differenza tra questi tre termini (precisione di corsa, precisione di posizionamento e ripetibilità) è fondamentale per garantire che il sistema soddisfi le specifiche prestazionali e che non sia sovradimensionato per raggiungere un grado di precisione che potrebbe non essere necessario. Il motivo principale per riflettere sui requisiti di precisione è la scelta del meccanismo di azionamento. I sistemi di movimento lineare possono essere azionati da una cinghia, da una vite a ricircolo di sfere o da un motore lineare. Ciascun tipo offre compromessi tra precisione, velocità e capacità di carico. La scelta migliore sarà dettata dall'applicazione.

Domande chiave da porre:

* Quanto sono importanti la precisione della corsa, la precisione del posizionamento e la ripetibilità nell'applicazione?

* La precisione è più importante della velocità o di altri fattori di LOSTPED?

【Ambiente】

L'ambiente si riferisce alle condizioni in cui il sistema funzionerà. Le temperature estreme possono influenzare le prestazioni dei componenti in plastica e la lubrificazione all'interno del sistema. Sporco, liquidi e altri contaminanti possono danneggiare le piste dei cuscinetti e gli elementi portanti. L'ambiente di servizio può influenzare notevolmente la vita di un sistema di movimento lineare. Opzioni come strisce sigillanti e rivestimenti speciali possono prevenire i danni causati da questi fattori ambientali.

Al contrario, gli ingegneri devono pensare a come il sistema di movimento lineare influenzerà l’ambiente. La gomma e la plastica possono rilasciare particelle. I lubrificanti possono diventare aerosol. Le parti in movimento possono generare elettricità statica. Il vostro prodotto può accettare tali contaminanti? Opzioni come la lubrificazione speciale e la pressione dell'aria positiva possono rendere il modulo o l'attuatore adatto all'uso in una camera bianca.

Domande chiave da porre:

* Quali pericoli o contaminanti sono presenti: temperature estreme, sporco, polvere o liquidi?

* Il sistema di movimento lineare stesso è una potenziale fonte di contaminanti per l'ambiente?

【Ciclo di lavoro】

Il ciclo di lavoro è la quantità di tempo necessaria per completare un ciclo di funzionamento. In tutti gli attuatori lineari, i componenti interni generalmente determinano la durata dell'intero sistema. La durata dei cuscinetti all'interno di un modulo, ad esempio, è direttamente influenzata dal carico applicato, ma è influenzata anche dal ciclo di lavoro a cui sarà sottoposto il cuscinetto. Un sistema di movimento lineare può essere in grado di soddisfare i sei fattori precedenti, ma se funziona continuamente 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, raggiungerà la fine della sua vita molto prima che se funzionasse solo 8 ore al giorno, 5 giorni alla settimana. Inoltre, la quantità di tempo di utilizzo rispetto al tempo di riposo influenza l'accumulo di calore all'interno del sistema di movimento lineare e influisce direttamente sulla durata del sistema e sui costi di proprietà. Chiarire questi problemi in anticipo può far risparmiare tempo e fatica in seguito.

Domande chiave da porre:

* Con quale frequenza viene utilizzato il sistema, compreso il tempo di sosta tra colpi o movimenti?

*Quanto tempo deve durare il sistema?