Come può aiutare "smarriti"?

Dall'imballaggio e nella gestione dei materiali alla fabbricazione di semiconduttori e al gruppo automobilistico, praticamente tutti i processi di produzione incorporano un qualche tipo di movimento lineare e man mano che i produttori acquisiscono familiarità con la flessibilità e la semplicità dei sistemi di movimento lineare modulare, questi sistemi, due o completi Sistemi di robotica cartesiana della treaxis: si fanno strada nelle aree di produzione.

Un errore comune che ingegneri e progettisti commettono durante il dimensionamento e la selezione di sistemi di movimento lineare è quello di trascurare i requisiti di applicazione critici nel sistema finale. Ciò può portare a costose riprogettazioni e risarcimenti nel peggiore dei casi, ma spesso può anche provocare un sistema troppo ingegnerizzato che è più costoso e meno efficace del desiderato. Con così tante possibili soluzioni, è facile essere sopraffatti quando incaricato di progettare un sistema di movimento lineare. Quanto carico dovrà gestire il sistema? Quanto velocemente dovrà muoversi? Qual è il design più conveniente?

Tutte queste domande e altre sono state prese in considerazione quando il gruppo lineare di movimento e tecnologie di assemblaggio di Bosch Rexroth ha sviluppato "Lostped", un semplice acronimo che guida l'ingegnere o il designer nella raccolta delle informazioni necessarie per specificare i componenti o i moduli di movimento lineari appropriati in ogni data applicazione.

Cosa è smarrito?

Lostped sta per carico, orientamento, velocità, viaggio, precisione, ambiente e ciclo di lavoro. Ogni lettera dell'acronimo smarrito rappresenta un fattore che deve essere preso in considerazione durante il dimensionamento e la selezione di un sistema di movimento lineare. Ad esempio, il carico impone diverse richieste sul sistema di cuscinetti durante l'accelerazione e la decelerazione rispetto ai movimenti di velocità costante. Man mano che soluzioni di movimento più lineari si spostano dai singoli componenti per completare il modulo lineare o i sistemi cartesiani, le interazioni tra i componenti del sistema - cioè le guide dei cuscinetti lineari e le viti a sfera, la cinghia o le unità motore lineari - diventano più complesse e la progettazione del sistema giusto diventa più impegnativo . L'acronimo smarrito può aiutare i progettisti a evitare errori semplicemente ricordando loro di considerare tutti i fattori correlati durante lo sviluppo e le specifiche del sistema.

Come usare smarted

Di seguito sono riportate le descrizioni di ogni fattore smarrito, nonché domande chiave da porre quando si determinano i criteri alle dimensioni e selezionano un sistema di movimento lineare.

CARICO

Il carico si riferisce al peso o alla forza applicata al sistema. Tutti i sistemi di movimento lineare incontrano un qualche tipo di carico, come le forze verso il basso nelle applicazioni di gestione dei materiali o carichi di spinta nelle applicazioni di perforazione, pressione o guida a vite. Altre applicazioni incontrano un carico costante, come un'applicazione di maneggevolezza del wafer a semiconduttore, in cui viene trasportato un foup (POD unificato di apertura frontale) trasportata da un baia a baia per abbandono e pick-up. Un terzo tipo è definito da carichi variabili, come un'applicazione di erogazione medica, in cui il reagente viene depositato in una serie di pipette una dopo l'altra, con conseguente carico più leggero ad ogni passaggio.

Durante la considerazione del carico, vale anche la pena dare un'occhiata a quale tipo di strumento sarà alla fine del braccio per raccogliere o trasportare il carico. Sebbene non specificamente correlati al carico, gli errori qui possono essere costosi. Ad esempio, se un pezzo altamente sensibile viene raccolto in un'applicazione pick-and-place, potrebbe essere danneggiato se viene utilizzato il tipo sbagliato di pinza.

Domande chiave da porre:

• Qual è la fonte del carico e come è orientata?
• Ci sono considerazioni di gestione speciali?
• Quanto peso o forza deve essere gestito?
• La forza è una forza verso il basso, una forza di decollo o una forza laterale?

ORIENTAMENTO

Anche l'orientamento, o posizione relativa o direzione in cui viene applicata la forza, è importante, ma viene spesso trascurato. Alcuni tipi di moduli lineari o attuatori possono gestire un caricamento più elevato verso il basso/ verso l'alto rispetto al carico laterale a causa del sistema di guida lineare utilizzato nel design del modulo. Altri moduli, usando diverse guide lineari, possono gestire gli stessi carichi in tutte le direzioni.

Il modulo compatto Rexroth CKK, ad esempio, utilizza un sistema a binario a doppia sfera per la guida e viene chiamato frequentemente in applicazioni che richiedono carichi montati laterali o assiali. Poiché la maggior parte dei fornitori di movimento lineare di alta qualità producono moduli e attuatori per gestire varie situazioni, è importante assicurarsi che i moduli specificati possano gestire i requisiti di carico nell'orientamento necessari per raggiungere il successo nell'applicazione.

Domande chiave da porre:

• Come è orientato il modulo lineare o l'attuatore?
• È orizzontale, verticale o capovolto?
• Dove è orientato al carico rispetto al modulo lineare?
• Il carico causerà un momento di rotolo o di passo sul modulo lineare?

VELOCITÀ

La velocità e l'accelerazione influenzano anche la selezione di un sistema di movimento lineare. Un carico applicato crea forze molto diverse sul sistema durante l'accelerazione e la decelerazione rispetto a un movimento di velocità costante. Il tipo di profilo di mossa - trapezoidale o triangolare - deve anche essere considerato, poiché l'accelerazione richiesta per soddisfare la velocità desiderata o il tempo di ciclo sarà determinata dal tipo di mossa richiesta. Un profilo di mossa trapezoidale significa che il carico accelera rapidamente, si muove a una velocità relativamente costante per un periodo di tempo, quindi rallenta. Un profilo di mossa triangolare significa che il carico accelera e decelera rapidamente, come in applicazioni di raccolta e abbandono punto-punto. La velocità e l'accelerazione sono anche fattori critici nel determinare l'unità lineare appropriata, che in genere è una vite a sfera, una cinghia o un motore lineare.

Domande chiave da porre:

• Quale velocità o tempo di ciclo deve essere raggiunto?
• È una velocità costante o una velocità variabile?
• In che modo l'accelerazione e la decelerazione dell'impatto del carico?
• Il profilo di mossa è trapezoidale o triangolare?
• Quale azionamento lineare affronterà al meglio le esigenze di velocità e accelerazione?

VIAGGIO

Il viaggio si riferisce alla distanza o alla gamma di movimento. Non solo la distanza di viaggio deve essere presa in considerazione, ma anche il percorrere. Consentendo una certa quantità di "viaggi 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 (intervallo di movimento)?
• Quanto si può richiedere viaggi in una fermata di emergenza?

PRECISIONE

La 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 (in che misura il sistema raggiunge la posizione target). Può anche fare riferimento alla ripetibilità. Comprendere la differenza tra questi tre termini - accuratezza del viaggio, accuratezza del posizionamento e ripetibilità - è spesso fondamentale per garantire che il sistema soddisfi le specifiche delle prestazioni e che il sistema non sia eccessivo per un alto grado di accuratezza che potrebbe essere inutile.

Il motivo principale per pensare attraverso i requisiti di precisione è la selezione del meccanismo di trasmissione: trasmissione a cinghia, vite a sfera o motore lineare. Ogni tipo offre compromessi tra precisione, velocità e capacità di caricamento e la scelta migliore è dettata principalmente dall'applicazione.

Domande chiave da porre:

• Quanto sono importanti l'accuratezza del viaggio, l'accuratezza del posizionamento e la ripetibilità nell'applicazione?
• La precisione è più importante della velocità o di altri fattori smarriti?

AMBIENTE

L'ambiente si riferisce alle condizioni circostanti in cui il sistema dovrebbe operare. Ad esempio, le temperature estreme possono influire sulle prestazioni dei componenti di plastica e della lubrificazione all'interno del sistema, mentre sporcizia, liquidi e altri contaminanti possono causare danni alle piste del cuscinetto e ad elementi di carico.

Questo è un fattore di prestazione spesso trascurato, ma che può influenzare notevolmente la vita di un sistema di movimento lineare. Opzioni come le strisce di tenuta e i rivestimenti speciali possono aiutare a prevenire danni da questi fattori ambientali. Inoltre, opzioni come la lubrificazione speciale e la pressione dell'aria positiva possono rendere il modulo o l'attuatore adatto per l'uso in un'applicazione di camera pulita.

Domande chiave da porre:

• Quali tipi di pericoli o contaminanti sono presenti: temperature estreme, sporcizia, polvere, liquidi, ecc.?
• Al contrario, il sistema di movimento lineare stesso è una potenziale fonte di contaminanti per l'ambiente (ESD, lubrificanti o particolato)?

Duty Cycle

Il ciclo di lavoro è il tempo necessario per completare un ciclo di funzionamento. In tutti gli attuatori lineari, i componenti interni determineranno generalmente la vita del sistema finale. La vita del cuscinetto all'interno di un modulo, ad esempio, è direttamente influenzata dal carico applicato e dal ciclo di lavoro che il cuscinetto sperimenterà. Un sistema di movimento lineare può essere in grado di incontrare i sei fattori precedenti, ma se funziona continuamente 24/7, morirà molto prima che se corre solo otto ore al giorno, cinque giorni alla settimana. La quantità di tempo in uso rispetto al tempo di riposo influenza l'accumulo di calore all'interno del sistema di movimento lineare e influisce direttamente sulla vita del sistema e sui costi di proprietà. Chiarire in anticipo questi problemi può risparmiare tempo e aggravamento in seguito, poiché le parti di usura come le cinture possono essere facilmente fornite per la sostituzione.

Domande chiave da porre:

• Con che frequenza è il sistema in uso, incluso qualsiasi tempo di permanenza tra colpi o mosse?
• Quanto tempo deve durare il sistema?

Qualche consiglio finale

Oltre a Lostped, i progettisti dovrebbero consultare un distributore rispettabile o il dipartimento di ingegneria delle applicazioni del produttore. Queste risorse in genere hanno esperienza con centinaia di applicazioni, molte simili all'applicazione a portata di mano. Pertanto, potrebbero essere in grado di risparmiare tempo sostanziali e dare suggerimenti per risparmiare costi anticipando potenziali problemi. Dopotutto, l'obiettivo finale è ottenere il miglior sistema di movimento lineare possibile con il più basso costo di proprietà; Gli ingegneri delle applicazioni qualificati che hanno familiarità con Lostped possono assicurarsi che i loro clienti ottengano proprio questo.