Módulos lineares prontos para instalação são usados ​​em muitos setores diferentes para movimentar materiais, produtos e ferramentas de produção em uma ampla variedade de máquinas.

Os projetistas de máquinas têm diversas opções para escolher ao selecionar módulos lineares, com base em requisitos específicos de produção e desempenho. Mas existem alguns setores e aplicações de sistemas em que o movimento preciso e exato é o requisito mais crítico.

Em particular, aplicações como fabricação de semicondutores, máquinas-ferramentas de corte a laser, montagem de eletrônicos e sistemas de automação de laboratório exigem módulos lineares de precisão que precisam operar com precisão de ponto final extremamente precisa e deslocamento suave com vibração mínima durante todo o ciclo de movimento.

Entender diversas características-chave de design e desempenho que distinguem módulos lineares de precisão pode ajudar projetistas de máquinas e sistemas a selecionar os melhores produtos para atender aos requisitos das máquinas que estão construindo.

A necessidade de movimento preciso
Movimentos ultraprecisos e delicados para corte a laser, sistemas automatizados de amostragem em equipamentos de testes médicos ou movimentação de wafers semicondutores através de uma ferramenta de fabricação exigem um movimento extremamente estável e praticamente sem vibração durante o deslocamento. Alcançar o ponto final desejado com a máxima precisão é o objetivo principal.

O movimento estável costuma ser crucial para proteger materiais extremamente frágeis contra danos ou degradação causados ​​pelo movimento linear. Os wafers semicondutores são um exemplo perfeito: são extremamente delicados e um wafer finalizado pode conter chips que podem valer milhões de dólares, dependendo do tamanho.

Cada wafer deve ser transportado por centenas de etapas do processo e, cada vez que passa de uma etapa para outra, a vibração no módulo linear corre o risco de danificar o wafer em processo, reduzindo seu valor final. Quanto menor a vibração, menor o risco.

A precisão do ponto final é igualmente crítica para fins de produtividade. Se uma bandeja de peças eletrônicas estiver passando por um processo de montagem automatizado de alta velocidade, a produtividade máxima é alcançada quando o módulo linear insere a bandeja na ferramenta de montagem com precisão de nível micrométrico.

Também é importante observar que esse movimento estável e a precisão do ponto final devem ser repetíveis por milhares de ciclos de movimento todos os dias. Se levar vários milissegundos para ajustar o posicionamento das peças, esses milissegundos se somam a horas adicionais de produção, reduzindo a produtividade e potencialmente inflando custos e impactando os cronogramas de entrega.

Para atingir essas metas, certifique-se de considerar o design, os materiais, a construção e a funcionalidade encontrados em módulos lineares de precisão de alto desempenho.

Materiais de Construção
O design do alojamento do módulo e os materiais de construção são fatores críticos que podem determinar a precisão e a repetibilidade a longo prazo.

No mundo dos módulos lineares, o alumínio ou o aço são os materiais mais comumente usados ​​para criar os invólucros, ou "perfis". Os invólucros de alumínio são comumente usados ​​em módulos lineares mais padronizados, pois podem ser extrudados de forma econômica para atender a uma gama maior de tamanhos e comprimentos de módulos.

No entanto, é importante considerar módulos lineares de precisão fabricados com carcaças usinadas em aço. Essas carcaças normalmente apresentam muito menos elasticidade modular e desvio do caminho de deslocamento desejado, em comparação com módulos à base de alumínio (que também são muito estáveis, mas simplesmente não ao nível que as carcaças de aço podem suportar).

A elasticidade modular faz com que o módulo assuma o formato da estrutura da máquina na qual está montado. Com uma carcaça de alumínio extrudado, se houver algum desvio — como uma torção ou curvatura no local onde o módulo está fixado — ele pode refletir esse desvio.

Como os módulos lineares de precisão possuem carcaças de aço usinadas, esse tipo de desvio é evitado, garantindo altíssima planicidade ou retidão do deslocamento. Isso contribui para a redução de vibrações, precisão do ponto final e repetibilidade de localização. Além disso, procure módulos que possuam uma borda de referência usinada com trilhos-guia integrados na carcaça. Algumas empresas até permitem que o usuário especifique qual lado possui a borda de referência retificada pela máquina para uma montagem mais rápida e alinhamento fácil.

Dimensionamento adequado para a aplicação correta
Quando for necessária uma operação muito precisa, certifique-se de selecionar componentes do tamanho certo para suportar a carga. Cargas axiais ou torcionais, por exemplo, podem exigir componentes mais largos ou mais pesados ​​do que cargas radiais simples. Além disso, para muitas aplicações avançadas em máquinas-ferramentas, produção de semicondutores e fabricação de eletrônicos, os sistemas de produção são relativamente pequenos, exigindo módulos de precisão compactos que possam caber facilmente em espaços apertados da máquina. Muitos fornecedores oferecem tamanhos diferentes.

Além disso, é importante considerar outros critérios básicos de projeto de movimento linear, como o ambiente em que o sistema opera, o ângulo em que a carga é montada, a velocidade necessária, a distância de deslocamento e o ciclo de trabalho necessário. Isso é conhecido na indústria como LOSTPED (carga, orientação, velocidade, deslocamento, precisão, ambiente e ciclo de trabalho).

Componentes de movimento
Movimento preciso e estável também é resultado dos componentes de movimento que acionam o módulo linear. Para módulos lineares de precisão, os acionamentos por fuso de esferas oferecem a solução ideal.

Os fusos de esferas são ultraeficientes na conversão de movimento rotativo em movimento linear. Como elementos de acionamento mecânico, podem ser instalados em orientações XYZ e realizam movimentos com a precisão e repetibilidade necessárias.

Fusos de esferas com vedação de contato total oferecem uma combinação única de alta rigidez, alta precisão e velocidade respeitável, tornando-os úteis em uma ampla variedade de aplicações de movimento de precisão. Especificamente, sua capacidade de suportar cargas axiais substanciais frequentemente os torna uma escolha melhor do que motores lineares, especialmente em aplicações de corte de metal, madeira e pedra.

Igualmente importante é o projeto das guias lineares em módulos de precisão. A precisão em guias lineares depende de muitos fatores: a precisão do trilho sobre o qual o patim ou rolamento se desloca, as pistas internas do rolamento por onde as esferas ou rolos se deslocam e a planura da superfície de montagem do trilho.

Uma das áreas mais importantes a serem avaliadas é a suavidade da recirculação das esferas dentro do bloco de deslizamento à medida que elas se deslocam ao longo do trilho. Aplicações na extremidade mais alta do espectro de precisão podem ser afetadas negativamente por um movimento mínimo das esferas na câmara de recirculação ou por apenas uma leve rotação do sistema de trilhos em torno de seu eixo.

Qualquer deflexão ou folga reduz a precisão, e qualquer irregularidade na recirculação das esferas pode causar imprecisão. Para resolver esse problema, os principais fornecedores de módulos lineares incorporam guias que otimizam a recirculação em pontos de transição importantes, proporcionando um movimento extremamente suave e consistente à medida que as esferas circulam nas pistas do rolamento.

Módulos lineares de precisão que apresentam conjuntos de parafusos de esferas e guias lineares otimizadas combinados com carcaças de aço fornecem muitas das principais características necessárias em sistemas automatizados de alta precisão e alta velocidade.

Lubrificação e Vedação
Não importa quão bem projetados e projetados, os módulos lineares precisam de lubrificação adequada ao longo de sua vida útil para manter um movimento preciso e estável. Uma maneira de garantir que a lubrificação seja efetivamente integrada às práticas gerais de manutenção do sistema é selecionar módulos de precisão que facilitem e facilitem a lubrificação contínua dos módulos.

A maioria dos módulos de precisão está disponível com lubrificante industrial convencional para lubrificação inicial. Outros módulos oferecem opções de lubrificação mais avançada — por exemplo, para atender aos requisitos de salas limpas ou da indústria eletrônica.

Recentemente, atualizamos nossa linha de módulos de precisão para incluir lubrificantes mais avançados para salas limpas, como o padrão LSS e o LSC. Há também a opção de conexão a sistemas de lubrificação centralizados usando graxa líquida. A relubrificação automatizada aumenta a confiabilidade operacional, eliminando erros humanos na lubrificação manual.

Módulos lineares requerem lubrificação porque possuem partes móveis, mas estas podem gerar pequenas partículas suspensas no ar se o módulo não estiver devidamente vedado (os próprios lubrificantes também podem se dispersar no ar). É importante avaliar com antecedência as opções de vedação oferecidas pelos fornecedores de módulos lineares de precisão, especialmente para ambientes de salas limpas ou sistemas de automação de laboratório com amostras biológicas sensíveis.

Procure um conjunto de porca de fuso de esferas de precisão e carro linear vedado em ambos os lados com vedações de fuso de esferas. Este projeto reduz significativamente o risco de vazamento de lubrificantes.

Configuração e Suporte Técnico
Um elemento final a ser considerado ao selecionar módulos lineares de precisão é o nível de suporte técnico disponível do fornecedor para ajudar os fabricantes de máquinas a selecionar, especificar, configurar e solicitar os módulos necessários.

Escolher um fornecedor de módulos lineares com ferramentas de dimensionamento e configuração online passo a passo e fáceis de usar pode ajudar os projetistas de máquinas a configurar e solicitar rapidamente os módulos certos quando necessário. Algumas empresas também permitem a seleção e o dimensionamento da combinação de mecânica, motor e acionamento com uma única ferramenta.

Quando for necessária ajuda direta, também faz sentido trabalhar com fornecedores de módulos lineares com vasta experiência em tecnologias de movimento linear. Essas empresas oferecem suporte técnico de especialistas em engenharia de movimento linear por telefone, e-mail ou ferramentas de chat online em tempo real. Em muitos casos, quando os fabricantes de máquinas não têm certeza sobre os requisitos específicos de dimensionamento e desempenho de suas aplicações, esses especialistas já terão resolvido esse tipo de desafio no passado.

Para os sistemas de automação mais avançados da atualidade, atingir altos níveis de produtividade não deve exigir sacrificar a qualidade em prol da velocidade. Especialmente para indústrias e aplicações que exigem movimento linear ultrapreciso, transporte sem vibração e precisão de ponto final extremamente precisa, a escolha do módulo linear de precisão certo pode desempenhar um papel crucial na produtividade, eficiência e qualidade da fabricação.