「失われた」ことはどのように役立ちますか？

パッケージングや材料の取り扱いから半導体製造や自動車アセンブリまで、ほぼすべての製造プロセスに何らかのタイプの線形動作が組み込まれています。メーカーがモジュラー線形モーションシステムの柔軟性とシンプルさに精通するにつれて、これらのシステムは1つ、2、または完全なシステムであれ、 Threeaxis Cartesian Robotics Systemsは、生産分野への道を見つけています。

エンジニアと設計者が線形モーションシステムのサイジングと選択の際に犯す一般的な間違いは、最終システムの重要なアプリケーション要件を見落とすことです。これにより、最悪の場合は費用のかかる再設計と再洗練につながる可能性がありますが、多くの場合、必要よりもコストがかかり、効果が低い過剰な設計システムになる可能性があります。非常に多くの可能なソリューションがあるため、線形モーションシステムの設計を任される場合、圧倒されるのは簡単です。システムはどのくらいの負荷を処理する必要がありますか？どれくらい速く移動する必要がありますか？最も費用対効果の高いデザインは何ですか？

これらの質問はすべて、ボッシュレックスロスの線形動作およびアセンブリテクノロジーズグループが「失われた」という単純な頭字語を開発したときに考慮されました。これは、特定のアプリケーションで適切な線形モーションコンポーネントまたはモジュールを指定するために必要な情報を収集する際にエンジニアまたはデザイナーを導く単純な頭字語です。

何が失われますか？

紛失したのは、負荷、オリエンテーション、速度、旅行、精度、環境、デューティサイクルの略です。失われた頭字語の各文字は、線形モーションシステムのサイジングと選択の際に考慮する必要がある1つの要因を表します。たとえば、負荷は、一定速度の動きよりも加速および減速中にベアリングシステムに異なる要求を課します。より線形モーションソリューションが個々のコンポーネントから直線モジュールまたはデカルトシステムを完全に移動するにつれて、システムコンポーネント間の相互作用（つまり線形ベアリングガイドとボールネジ、ベルト、または線形モータードライブ）がより複雑になり、適切なシステムの設計がより困難になります。失われた頭字語は、システムの開発と仕様中に相互に関連したすべての要因を考慮するように単純に思い出させることで、デザイナーが間違いを回避するのに役立ちます。

失われたものの使用方法

以下は、失われた各要因の説明と、サイズの基準を決定して線形モーションシステムを選択する際に尋ねる重要な質問です。

負荷

負荷とは、システムに適用される重量または力を指します。すべての線形モーションシステムは、材料処理アプリケーションの下向きの力、掘削、プレス、またはネジのアプリケーションのスラスト負荷など、何らかのタイプの負荷に遭遇します。他のアプリケーションは、半導体ウェーハ処理アプリケーションなどの一定の負荷に遭遇します。このアプリケーションでは、Foup（フロントオープニングユニファイドポッド）が、ドロップオフとピックアップのためにベイからベイに運ばれます。 3番目のタイプは、医療処理アプリケーションなどのさまざまな負荷によって定義されます。この荷物は、試薬が次々に一連のピペットに堆積し、各ステップで軽量の負荷をもたらします。

負荷を検討している間、腕の端にあるツールの種類を拾ったり運んだりするかを調べる価値もあります。ロードに特に関連していませんが、ここでの間違いはコストがかかる場合があります。たとえば、ピックアンドプレイスアプリケーションで非常に敏感なワークがピックアップされている場合、間違ったタイプのグリッパーが使用されると損傷する可能性があります。

尋ねる重要な質問：

• 負荷の原因は何ですか、そしてそれはどのように方向付けられていますか？
• 特別な取り扱いに関する考慮事項はありますか？
• どのくらいの重量または力を管理する必要がありますか？
• 力は下向きの力、リフトオフ力、または副次的な力ですか？

オリエンテーション

力が適用される方向、または相対的な位置または方向も重要ですが、しばしば見落とされます。一部のタイプの線形モジュールまたはアクチュエーターは、モジュール設計で使用される線形ガイドシステムのため、サイドロードよりも高い下向き/上向きの負荷を処理できます。異なる線形ガイドを使用する他のモジュールは、すべての方向で同じ負荷を処理できます。

たとえば、Rexroth CompactモジュールCKKは、ガイダンスのためにデュアルボールレールシステムを使用しており、サイドマウント、または軸の負荷を必要とするアプリケーションで頻繁に呼び出されます。ほとんどの高品質の線形モーションサプライヤーは、さまざまな状況を処理するモジュールとアクチュエーターを作成するため、指定されたモジュールがアプリケーションで成功するために必要なオリエンテーションの負荷要件を処理できることを確認することが重要です。

尋ねる重要な質問：

• 線形モジュールまたはアクチュエータ指向はどのようにありますか？
• それは水平、垂直、または逆さまですか？
• 線形モジュールと比較して、荷重指向はどこにありますか？
• 負荷は線形モジュールにロールまたはピッチモーメントを引き起こしますか？

スピード

速度と加速度は、線形モーションシステムの選択にも影響します。適用された負荷は、一定の速度の動き中とは、加速度および減速中にシステム上にはるかに異なる力を生み出します。希望する速度またはサイクル時間を満たすために必要な加速度は、必要な移動のタイプによって決定されるため、移動プロファイルのタイプ（台形または三角形）も考慮する必要があります。台形の移動プロファイルは、負荷が迅速に加速し、一定期間比較的一定の速度で動き、その後遅くなることを意味します。三角形の移動プロファイルは、ポイントツーポイントピックアップおよびドロップオフアプリケーションのように、負荷が加速し、迅速に減速することを意味します。速度と加速は、適切な線形ドライブを決定する際の重要な要因でもあります。これは、通常、ボールスクリュー、ベルト、または線形モーターです。

尋ねる重要な質問：

• どの速度またはサイクル時間を達成する必要がありますか？
• 一定の速度ですか、それとも可変速度ですか？
• 負荷は加速と減速にどのように影響しますか？
• 移動プロファイルは台形路ゾイドですか、それとも三角形ですか？
• どの線形ドライブが速度と加速のニーズに最適に対処するのが最適ですか？

旅行

旅行とは、距離または可動域を指します。移動距離を考慮する必要があるだけでなく、トラベルも誇張する必要があります。ストロークの最後にある程度の「安全性旅行」または追加スペースを許可すると、緊急停止の場合にシステムの安全性が保証されます。

尋ねる重要な質問：

• 距離（可動域）とは？
• 緊急停止ではどのくらいの旅行が必要になる可能性がありますか？

精度

精度は、旅行の精度（ポイントAからポイントBへの移動中のシステムの動作）または位置決めの精度（システムがターゲット位置に到達する程度）のいずれかを定義するためによく使用される広い用語です。また、再現性を参照することもできます。これらの3つの用語の違い（旅行の正確性、位置決めの精度、再現性）の違いを理解することは、システムがパフォーマンス仕様を満たし、システムが不必要な精度で過度に補償していないことを確認するために重要です。

精密要件を介して考える主な理由は、ドライブメカニズムの選択です：ベルトドライブ、ボールスクリュー、または線形モーター。各タイプは、精度、速度、負荷容量の間のトレードオフを提供し、最良の選択は主にアプリケーションによって決定されます。

尋ねる重要な質問：

• アプリケーションの旅行の正確性、位置決めの正確性、再現性はどれほど重要ですか？
• 精度は速度や他の失われた要因よりも重要ですか？

環境

環境とは、システムが動作すると予想される周囲の条件を指します。たとえば、極端な温度は、システム内のプラスチック成分の性能と潤滑に影響を与える可能性がありますが、汚れ、液体、その他の汚染物質は、ベアリングレースウェイや荷重運ぶ要素に損傷を与える可能性があります。

これはしばしば見過ごされているパフォーマンス要因ですが、線形モーションシステムの寿命に大きく影響する可能性があります。シーリングストリップや特別なコーティングなどのオプションは、これらの環境要因からの損傷を防ぐのに役立ちます。さらに、特別な潤滑や正の空気圧などのオプションにより、モジュールまたはアクチュエータがクリーンルームアプリケーションで使用するのに適しています。

尋ねる重要な質問：

• 極端な温度、汚れ、ほこり、液体など、どのような危険や汚染物質が存在しますか？
• 逆に、線形運動システム自体は、環境の潜在的な汚染源（ESD、潤滑剤、または粒子状）ですか？

デューティサイクル

デューティサイクルとは、動作サイクルを完了するのにかかる時間です。すべての線形アクチュエーターで、内部コンポーネントは一般に最終システムの寿命を決定します。たとえば、モジュール内の寿命は、適用された負荷と、ベアリングが経験するデューティサイクルによって直接影響を受けます。線形モーションシステムは、以前の6つの要因を満たすことができる場合がありますが、24時間年中無休で継続的に実行されると、1日8時間、週5日だけ実行される場合よりもはるかに早く死にます。使用時間と休憩時間の量は、線形モーションシステム内の熱蓄積に影響を与え、システムの寿命と所有コストに直接影響します。これらの問題を事前に明確にすると、ベルトなどの摩耗部品を交換用に簡単に在庫できるため、時間と悪化を後で節約できます。

尋ねる重要な質問：

• ストロークまたは動きの間の滞留時間を含め、システムはどのくらいの頻度で使用されていますか？
• システムはどのくらい持続する必要がありますか？

いくつかの最終的なアドバイス

紛失したことに加えて、設計者は評判の良いディストリビューターまたはメーカーのアプリケーションエンジニアリング部門に相談する必要があります。これらのリソースは通常、何百ものアプリケーションでの経験があり、多くは手元のアプリケーションに似ています。したがって、潜在的な問題を予測することにより、かなりの時間を節約し、コストを節約することができるかもしれません。結局のところ、最終目的は、所有権の最低コストで可能な限り最高の線形モーションシステムを取得することです。失われた熟練したアプリケーションエンジニアは、顧客がまさにそれを手に入れることを確認できます。