כיצד "אבד" יכול לעזור?

מאריזה וטיפול בחומרים ועד לייצור מוליכים למחצה והרכבת רכב, למעשה כל תהליכי הייצור משלבים סוג כלשהו של תנועה ליניארית, וככל שהיצרנים מכירים את הגמישות והפשטות של מערכות תנועה ליניאריות מודולריות, מערכות אלו - בין אם אחת, שתיים או שלמות. מערכות רובוטיקה קרטזית תלת-צירית - מוצאות את דרכן לאזורי ייצור.

טעות נפוצה שמהנדסים ומעצבים עושים בעת שינוי גודל ובחירת מערכות תנועה ליניארית היא להתעלם מדרישות יישום קריטיות במערכת הסופית. זה יכול להוביל לתכנון מחדש ועבודות מחדש יקרות במקרה הגרוע, אך גם עלול לגרום לעתים קרובות למערכת מהונדסת יתר שהיא יקרה יותר ופחות יעילה מהרצוי. עם כל כך הרבה פתרונות אפשריים, קל להיות המום כאשר מוטלת עליו המשימה לתכנן מערכת תנועה ליניארית. כמה עומס תצטרך המערכת להתמודד? כמה מהר זה יצטרך לנוע? מהו העיצוב המשתלם ביותר?

כל השאלות הללו ועוד נבחנו כאשר קבוצת טכנולוגיות התנועה וההרכבה ליניארית של Bosch Rexroth פיתחה את "LOSTPED", ראשי תיבות פשוטים המנחים את המהנדס או המעצב באיסוף המידע הדרוש כדי לציין את רכיבי התנועה ליניארית או המודולים המתאימים בכל יישום נתון.

מה אבד?

LOSTPED מייצג עומס, כיוון, מהירות, נסיעה, דיוק, סביבה ומחזור עבודה. כל אות בראשי התיבות LOSTPED מייצגת גורם אחד שיש לקחת בחשבון בעת ​​שינוי גודל ובחירה של מערכת תנועה ליניארית. לדוגמה, העומס מטיל דרישות שונות למערכת המיסבים במהלך האצה והאטה מאשר במהלך תנועות במהירות קבועה. ככל שיותר פתרונות תנועה ליניארית עוברים מרכיבים בודדים למודול ליניארי מלא או למערכות קרטזיות, האינטראקציות בין רכיבי המערכת - כלומר מובילי מיסבים ליניאריים והנעי בורג כדורי, רצועה או מנוע ליניארי - הופכים מורכבים יותר, ותכנון המערכת הנכונה הופכת למאתגרת יותר. . ראשי התיבות LOSTPED יכולים לעזור למעצבים להימנע מטעויות פשוט על ידי תזכורת להם לשקול את כל הגורמים הקשורים זה בזה במהלך פיתוח מערכת ומפרט.

כיצד להשתמש ב- LOSTPED

להלן תיאורים של כל גורם LOSTPED, כמו גם שאלות מפתח שיש לשאול בעת קביעת הקריטריונים לגודל ולבחור מערכת תנועה ליניארית.

לִטעוֹן

עומס מתייחס למשקל או לכוח המופעל על המערכת. כל מערכות התנועה ליניארית נתקלות בסוג כלשהו של עומס, כגון כוחות כלפי מטה ביישומי טיפול בחומרים, או עומסי דחף ביישומי קידוח, לחיצה או הברגה. יישומים אחרים נתקלים בעומס קבוע, כגון יישום לטיפול בפריסות מוליכים למחצה, שבו FOUP (Front-Opening Unified Pod) מועבר ממפרץ למפרץ להורדה ואיסוף. סוג שלישי מוגדר על ידי עומסים משתנים, כגון יישום מחלק רפואי, שבו מגיב מופקד בסדרה של פיפטות בזה אחר זה, וכתוצאה מכך עומס קל יותר בכל שלב.

תוך כדי התחשבות בעומס, כדאי גם להסתכל איזה סוג של כלי יהיה בקצה הזרוע כדי להרים או לשאת את העומס. למרות שלא קשור ספציפית לעומס, טעויות כאן יכולות להיות יקרות. לדוגמה, אם חומר עבודה רגיש מאוד נאסף ביישום איסוף-ומקום, הוא עלול להינזק אם נעשה שימוש בסוג לא נכון של תפסן.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• מהו מקור העומס וכיצד הוא מכוון?
• האם יש שיקולי טיפול מיוחדים?
• כמה משקל או כוח יש לנהל?
• האם הכוח הוא כוח כלפי מטה, כוח הרמה או כוח צד?

הִתמַצְאוּת

הכיוון, או המיקום היחסי או הכיוון שבו הכוח מופעל, חשוב אף הוא, אך לעיתים קרובות מתעלמים ממנו. סוגים מסוימים של מודולים ליניאריים או מפעילים יכולים להתמודד עם עומס גבוה יותר כלפי מטה/מעלה מאשר עומס צד, בגלל מערכת ההנחיה הליניארית המשמשת בתכנון המודול. מודולים אחרים, באמצעות מדריכים ליניאריים שונים, יכולים להתמודד עם אותם עומסים בכל הכיוונים.

המודול הקומפקטי של Rexroth CKK, למשל, משתמש במערכת מסילה כדורית כפולה להנחיה ונעשה שימוש תכוף ביישומים הדורשים עומסים צדדיים או ציריים. מכיוון שרוב ספקי התנועה ליניארית באיכות גבוהה מייצרים מודולים ומפעילים לטיפול במצבים שונים, חשוב לוודא שהמודולים שצוינו יכולים להתמודד עם דרישות העומס בכיוון הדרוש להשגת הצלחה ביישום.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• כיצד מכוונים המודול הליניארי או המפעיל?
• האם זה אופקי, אנכי או הפוך?
• היכן מכוון העומס ביחס למודול הליניארי?
• האם העומס יגרום לגלגול או מומנט שיפוע במודול הליניארי?

מְהִירוּת

מהירות ותאוצה משפיעות גם על בחירת מערכת תנועה ליניארית. עומס המופעל יוצר כוחות שונים בהרבה על המערכת במהלך האצה והאטה מאשר במהלך תנועת מהירות קבועה. יש להתייחס גם לסוג פרופיל התנועה - טרפז או משולש, שכן התאוצה הנדרשת כדי לעמוד במהירות או בזמן המחזור הרצוי תיקבע לפי סוג המהלך הנדרש. פרופיל תנועה טרפז פירושו שהעומס מואץ במהירות, נע במהירות קבועה יחסית למשך פרק זמן, ולאחר מכן מאט. פרופיל תנועה משולש פירושו שהעומס מואץ ומאט במהירות, כמו ביישומי איסוף והורדה מנקודה לנקודה. מהירות ותאוצה הם גם גורמים קריטיים בקביעת ההינע הליניארי המתאים, שהוא בדרך כלל בורג כדורי, רצועה או מנוע ליניארי.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• איזו מהירות או זמן מחזור יש להשיג?
• האם זו מהירות קבועה או מהירות משתנה?
• כיצד ישפיע העומס על האצה וההאטה?
• האם פרופיל המהלך הוא טרפז או משולש?
• איזה כונן ליניארי יענה בצורה הטובה ביותר על צרכי המהירות והתאוצה?

לִנְסוֹעַ

נסיעה מתייחסת למרחק או לטווח התנועה. יש להתייחס לא רק למרחק הנסיעה, אלא גם לנסיעות יתר. מתן כמות מסוימת של "נסיעות בטיחות", או מרחב נוסף, בסוף המהלך מבטיח את בטיחות המערכת במקרה של עצירת חירום.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• מהו המרחק (טווח התנועה)?
• כמה נסיעות יתר עשויות להידרש בעצירת חירום?

דִיוּק

דיוק הוא מונח רחב המשמש לעתים קרובות כדי להגדיר או דיוק נסיעה (איך המערכת מתנהגת תוך כדי מעבר מנקודה A לנקודה B), או דיוק מיקום (עד כמה המערכת מגיעה למיקום היעד). זה יכול להתייחס גם לחזרות. הבנת ההבדל בין שלושת המונחים הללו - דיוק נסיעה, דיוק מיקום וחזרה - היא לרוב קריטית כדי להבטיח שהמערכת עומדת במפרטי הביצועים ושהמערכת לא מפצה יתר על המידה על דרגת דיוק גבוהה שעלולה להיות מיותרת.

הסיבה העיקרית לחשוב על דרישות הדיוק היא בחירת מנגנון הנעה: הנעת רצועה, בורג כדורי או מנוע ליניארי. כל סוג מציע פשרות בין דיוק, מהירות ויכולת נשיאת עומס, והבחירה הטובה ביותר מוכתבת בעיקר על ידי היישום.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• עד כמה חשובים דיוק הנסיעה, דיוק המיקום והחזרה באפליקציה?
• האם הדיוק חשוב יותר ממהירות או מגורמים אחרים של LOSTPED?

סְבִיבָה

סביבה מתייחסת לתנאי הסביבה שבהם המערכת צפויה לפעול. לדוגמה, טמפרטורות קיצוניות יכולות להשפיע על הביצועים של רכיבי פלסטיק ושימון בתוך המערכת, בעוד שלכלוך, נוזלים ומזהמים אחרים עלולים לגרום לנזק למסלולי המיסבים ולאלמנטים נושאי עומס.

זהו גורם ביצועים שמתעלמים ממנו לעתים קרובות, אך כזה שיכול להשפיע רבות על חייה של מערכת תנועה ליניארית. אפשרויות כגון פסי איטום וציפויים מיוחדים יכולים לסייע במניעת נזקים מגורמים סביבתיים אלו. בנוסף, אפשרויות כגון שימון מיוחד ולחץ אוויר חיובי יכולות להפוך את המודול או המפעיל מתאים לשימוש ביישום חדר נקי.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• אילו סוגי סכנות או מזהמים קיימים - טמפרטורות קיצוניות, לכלוך, אבק, נוזלים וכו'?
• לעומת זאת, האם מערכת התנועה הליניארית עצמה מהווה מקור פוטנציאלי למזהמים לסביבה (ESD, חומרי סיכה או חלקיקים)?

מחזור חובה

מחזור עבודה הוא משך הזמן שלוקח להשלים מחזור פעולה. בכל המפעילים הליניאריים, הרכיבים הפנימיים יקבעו בדרך כלל את חיי המערכת הסופית. חיי מיסבים בתוך מודול, למשל, מושפעים ישירות מהעומס המופעל וממחזור העבודה שהמיסב יחווה. מערכת תנועה ליניארית עשויה להיות מסוגלת לעמוד בששת הגורמים הקודמים, אבל אם היא פועלת ברציפות 24/7, היא תמות הרבה יותר מוקדם מאשר אם היא פועלת רק שמונה שעות ביום, חמישה ימים בשבוע. כמות זמן השימוש לעומת זמן מנוחה משפיעה על הצטברות החום בתוך מערכת התנועה הליניארית ומשפיעה ישירות על חיי המערכת ועלות הבעלות. בירור נושאים אלו מראש יכול לחסוך זמן והחמרה מאוחרת יותר, שכן ניתן להצטייד בקלות בחלקי שחיקה כגון חגורות להחלפה.

שאלות עיקריות שיש לשאול:

• באיזו תדירות המערכת נמצאת בשימוש, כולל כל זמן שהייה בין תנועות או מהלכים?
• כמה זמן המערכת צריכה להחזיק מעמד?

כמה עצות אחרונות

בנוסף ל- LOSTPED, על מעצבים להתייעץ עם מפיץ בעל מוניטין או עם מחלקת הנדסת האפליקציות של היצרן. למשאבים אלה יש בדרך כלל ניסיון עם מאות יישומים, רבים דומים ליישום שבידיו. לכן, הם עשויים להיות מסוגלים לחסוך זמן משמעותי ולהציע הצעות לחיסכון בעלויות על ידי ציפייה לבעיות פוטנציאליות. אחרי הכל, המטרה הסופית היא להשיג את מערכת התנועה ליניארית הטובה ביותר האפשרית עם עלות הבעלות הנמוכה ביותר; מהנדסי יישומים מיומנים המכירים את LOSTPED יכולים לוודא שהלקוחות שלהם יקבלו בדיוק את זה.