Carga, orientação, velocidade, deslocamento, precisão, ambiente e ciclo de trabalho.

Uma análise cuidadosa da aplicação, incluindo orientação, momento e aceleração, revelará a carga que deve ser suportada. Por vezes, a carga real difere da carga calculada, pelo que os engenheiros devem considerar a utilização prevista e o potencial uso indevido.

Ao dimensionar e selecionar sistemas de movimento linear para máquinas de montagem, os engenheiros frequentemente negligenciam requisitos críticos da aplicação. Isso pode levar a retrabalho e projetos dispendiosos. Pior ainda, pode resultar em um sistema superdimensionado, mais caro e menos eficiente do que o desejado.

Com tantas opções tecnológicas disponíveis, é fácil se sentir sobrecarregado ao projetar sistemas de movimento linear de um, dois e três eixos. Qual será a carga necessária para o sistema? Qual a velocidade de movimento necessária? Qual o projeto mais econômico?

Todas essas questões foram consideradas quando desenvolvemos o “LOSTPED” – um acrônimo simples para ajudar os engenheiros a coletar informações para especificar componentes ou módulos de movimento linear em qualquer aplicação. LOSTPED significa carga, orientação, velocidade, deslocamento, precisão, ambiente e ciclo de trabalho. Cada letra representa um fator que deve ser considerado ao dimensionar e selecionar um sistema de movimento linear.

Cada fator deve ser considerado individualmente e em conjunto para garantir o desempenho ideal do sistema. Por exemplo, a carga impõe demandas diferentes aos rolamentos durante a aceleração e a desaceleração do que durante velocidades constantes. À medida que a tecnologia de movimento linear evolui de componentes individuais para sistemas completos, as interações entre os componentes — como guias de rolamentos lineares e um acionamento por fuso de esferas — tornam-se mais complexas e projetar o sistema correto torna-se mais desafiador. O LOSTPED pode ajudar os projetistas a evitar erros, lembrando-os de considerar esses fatores inter-relacionados durante o desenvolvimento e a especificação do sistema.

【Carregar】

Carga refere-se ao peso, ou força, aplicada ao sistema. Todos os sistemas de movimento linear estão sujeitos a algum tipo de carga, como forças descendentes em aplicações de movimentação de materiais ou cargas de empuxo em aplicações de perfuração, prensagem ou aparafusamento. Outras aplicações estão sujeitas a uma carga constante. Por exemplo, em uma aplicação de manuseio de wafers semicondutores, um contêiner unificado com abertura frontal é transportado de um compartimento para outro para entrega e coleta. Outras aplicações apresentam cargas variáveis. Por exemplo, em uma aplicação de dispensação médica, um reagente é depositado em uma série de pipetas, uma após a outra, resultando em uma carga menor a cada etapa.

Ao calcular a carga, é importante considerar o tipo de ferramenta que estará na extremidade do braço para pegar ou transportar a carga. Embora não esteja especificamente relacionado à carga, erros nessa etapa podem ser custosos. Por exemplo, em uma aplicação de pegar e posicionar, uma peça de trabalho altamente sensível pode ser danificada se a garra errada for usada. Embora seja improvável que os engenheiros se esqueçam de considerar os requisitos gerais de carga de um sistema, eles podem, de fato, negligenciar certos aspectos desses requisitos. O LOSTPED é uma maneira de garantir a completude desse cálculo.

Perguntas-chave a serem feitas:

Qual é a fonte da carga e como ela está orientada?

* Há alguma consideração especial quanto ao manuseio?

* Que peso ou força deve ser controlada?

* A força é uma força descendente, uma força de desprendimento ou uma força lateral?

【Orientação】

A orientação, ou seja, a posição relativa ou a direção em que a força é aplicada, também é importante, mas muitas vezes é negligenciada. Alguns módulos ou atuadores lineares podem suportar cargas verticais ou verticais maiores do que cargas laterais devido às suas guias lineares. Outros módulos, usando guias lineares diferentes, podem suportar as mesmas cargas em todas as direções. Por exemplo, um módulo equipado com guias lineares de esferas duplas pode suportar cargas axiais melhor do que módulos com guias padrão.

Perguntas-chave a serem feitas:

* Qual é a orientação do módulo linear ou atuador? Está na horizontal, na vertical ou de cabeça para baixo?

* Qual é a orientação da carga em relação ao módulo linear?

* A carga causará um momento de rolamento ou de inclinação no módulo linear?

【Velocidade】

A velocidade e a aceleração também influenciam a seleção de um sistema de movimento linear. Uma carga aplicada exerce forças muito diferentes sobre o sistema durante a aceleração e a desaceleração em comparação com a velocidade constante. O tipo de perfil de movimento — trapezoidal ou triangular — também deve ser considerado, pois a aceleração necessária para atingir a velocidade ou o tempo de ciclo desejado será determinada pelo tipo de movimento requerido. Um perfil de movimento trapezoidal significa que a carga acelera rapidamente, move-se a uma velocidade relativamente constante por um período de tempo e, em seguida, desacelera. Um perfil de movimento triangular significa que a carga acelera e desacelera rapidamente, como em aplicações de coleta e entrega ponto a ponto.

Velocidade e aceleração são fatores críticos na determinação do acionamento linear apropriado: fuso de esferas, correia ou motor linear.

Perguntas-chave a serem feitas:

* Qual a velocidade ou tempo de ciclo que deve ser alcançado?

A velocidade é constante ou variável?

* De que forma a carga afetará a aceleração e a desaceleração?

* O perfil do movimento é trapezoidal ou triangular?

Qual inversor linear atenderá melhor às necessidades de velocidade e aceleração?

【Viagem】

O termo "curso" refere-se à distância ou amplitude de movimento. Não se deve considerar apenas a distância percorrida, mas também o sobrecurso. Permitir uma certa margem de segurança, ou espaço adicional, no final do curso garante a segurança do sistema em caso de parada de emergência.

Perguntas-chave a serem feitas:

Qual é a distância ou amplitude de movimento?

* Qual a margem de segurança necessária em uma parada de emergência?

【Precisão】

Precisão é um termo amplo que geralmente é usado para definir tanto a exatidão de deslocamento (como o sistema se comporta ao se mover do ponto A ao ponto B) quanto a exatidão de posicionamento (quão próximo o sistema chega da posição alvo). Também pode se referir à repetibilidade, ou seja, à precisão com que o sistema retorna à mesma posição ao final de cada curso.

Compreender a diferença entre estes três termos — precisão de deslocamento, precisão de posicionamento e repetibilidade — é fundamental para garantir que o sistema atenda às especificações de desempenho e que não seja superdimensionado para atingir um nível de precisão desnecessário. A principal razão para considerar os requisitos de precisão é a seleção do mecanismo de acionamento. Os sistemas de movimento linear podem ser acionados por correia, fuso de esferas ou motor linear. Cada tipo oferece vantagens e desvantagens em termos de precisão, velocidade e capacidade de carga. A melhor escolha será determinada pela aplicação.

Perguntas-chave a serem feitas:

* Qual a importância da precisão de deslocamento, da precisão de posicionamento e da repetibilidade na aplicação?

* A precisão é mais importante do que a velocidade ou outros fatores LOSTPED?

【Ambiente】

O ambiente refere-se às condições em que o sistema irá operar. Temperaturas extremas podem afetar o desempenho dos componentes plásticos e a lubrificação dentro do sistema. Sujeira, líquidos e outros contaminantes podem danificar as pistas dos rolamentos e os elementos de suporte de carga. O ambiente de serviço pode influenciar significativamente a vida útil de um sistema de movimento linear. Opções como fitas de vedação e revestimentos especiais podem prevenir danos causados ​​por esses fatores ambientais.

Por outro lado, os engenheiros precisam considerar como o sistema de movimento linear afetará o ambiente. Borracha e plástico podem liberar partículas. Lubrificantes podem se tornar aerossóis. Peças móveis podem gerar eletricidade estática. Seu produto é compatível com esses contaminantes? Opções como lubrificação especial e pressão positiva de ar podem tornar o módulo ou atuador adequado para uso em uma sala limpa.

Perguntas-chave a serem feitas:

* Quais são os riscos ou contaminantes presentes – temperaturas extremas, sujeira, poeira ou líquidos?

* O próprio sistema de movimento linear é uma fonte potencial de contaminantes para o meio ambiente?

【Ciclo de trabalho】

O ciclo de trabalho é o tempo necessário para completar um ciclo de operação. Em todos os atuadores lineares, os componentes internos geralmente determinam a vida útil do sistema como um todo. A vida útil dos rolamentos dentro de um módulo, por exemplo, é diretamente afetada pela carga aplicada, mas também pelo ciclo de trabalho a que o rolamento será submetido. Um sistema de movimento linear pode ser capaz de atender aos seis fatores anteriores, mas se funcionar continuamente 24 horas por dia, 7 dias por semana, chegará ao fim de sua vida útil muito mais cedo do que se funcionar apenas 8 horas por dia, 5 dias por semana. Além disso, a proporção entre o tempo de uso e o tempo de repouso influencia o acúmulo de calor dentro do sistema de movimento linear e afeta diretamente a vida útil do sistema e o custo total de propriedade. Esclarecer essas questões antecipadamente pode economizar tempo e evitar problemas futuros.

Perguntas-chave a serem feitas:

* Com que frequência o sistema é utilizado, incluindo qualquer tempo de pausa entre golpes ou movimentos?

* Por quanto tempo o sistema precisa durar?