E como isso pode ser evitado ...

Os pãezinhos diferem de outros tipos de sistemas de vários eixos (como robôs cartesianos e tabelas XY) usando dois eixos base (x) em paralelo, com um eixo perpendicular (y) que os conecta. Embora esse arranjo de eixo x duplo forneça uma pegada ampla e estável e permita que os sistemas de pórtico ofereçam alta capacidade de carga, comprimentos de viagem longos e boa rigidez, também pode levar a um fenômeno comumente referido como estilhagem.

Sempre que dois eixos lineares são montados e conectados em paralelo, há o risco de que os eixos não viajem em sincronização perfeita. Em outras palavras, durante o movimento, um dos eixos X pode “ficar para trás” o outro, e o eixo principal tentará puxar seu parceiro atrasado. Quando isso acontece, o eixo de conexão (y) pode ficar distorcido - não mais perpendicular aos dois eixos x. A condição em que os eixos X e Y perdem a ortogonalidade é referida como estilhagem e pode resultar em ligação à medida que o sistema se move na direção x, bem como nas forças potencialmente prejudiciais nos eixos X e Y.

A estilhagem em sistemas de pórtico pode ser causada por uma variedade de fatores de design e montagem, mas um dos fatores mais influentes é o método de conduzir os eixos X. Com dois eixos x em paralelo, os designers têm a opção de dirigir cada eixo x de forma independente, ou dirigir um eixo e tratar o outro como um "escravo" ou seguidor, eixo.

Em aplicações de baixa velocidade com uma distância relativamente pequena entre os dois eixos X (traço de eixo Y curto), pode ser aceitável acionar apenas um eixo x e permitir que o segundo eixo x seja um seguidor, sem mecanismo de condução. Nesse design, uma preocupação importante é a rigidez da conexão entre os eixos - em outras palavras, a rigidez do eixo y.

Como o eixo acionado está efetivamente "puxando" o eixo não acionado, se a conexão entre eles sofrer dobra, torção ou outro comportamento não rígido, qualquer diferença de atrito ou carga entre os dois eixos X pode levar imediatamente à estilhagem e ligação. E quanto mais tempo o eixo y, menos rígido será. É por isso que o arranjo de “policial acionado” é geralmente recomendado para aplicações em que a distância entre os eixos X é menor que um metro.

A solução de acionamento mais sofisticada é usar um motor separado em cada eixo, com os motores sincronizados em um arranjo mestre-escravo através do controlador. Nesse arranjo, no entanto, os erros de viagem das unidades mecânicas precisam ser perfeitamente (ou quase perfeitamente) correspondentes-caso contrário, a estilhagem e a ligação podem ser causadas por pequenos desvios na distância que cada eixo viaja por revolução motora.

Para aplicações de pórtico de alta velocidade e precisão, os mecanismos de acionamento de escolha são tipicamente parafusos de bola e unidades de rack e pinhão. Ambas as tecnologias podem ser correspondidas seletivamente para fornecer erros lineares semelhantes em cada eixo, evitando parte da pilha de erros que pode ocorrer em conjuntos de acionamento incomparáveis. Como os acionamentos de correia e cadeia têm erros de afinação que são difíceis de combinar e compensar, eles geralmente não são recomendados para sistemas de pórtico quando os eixos X são acionados de forma independente. Por outro lado, os motores lineares são uma excelente opção para eixos paralelos nos sistemas de pórtico, pois não têm erro mecânico e podem fornecer comprimentos de viagem longos e altas velocidades.

Outra solução - um pouco de compromisso entre as duas opções descritas acima - é usar um motor para acionar os dois eixos X. Isso pode ser feito conectando a saída do eixo acionado por motor à entrada do segundo eixo por meio de um acoplamento de distância (também chamado de eixo de conexão). Essa configuração elimina o segundo motor (e a sincronização que seria necessária).

No entanto, a rigidez torcional do acoplamento à distância é importante. Se o torque que está sendo transferido entre os eixos fizer com que o acoplamento experimente "corda", ainda poderá ocorrer racking e encadernação. Essa configuração geralmente é uma boa opção quando a distância entre os eixos x está entre um e três metros, com requisitos moderados de carga e velocidade.

Outro fator que pode causar estacking nos sistemas de pórtico é a falta de precisão de crescente e o paralelismo entre os dois eixos x. Sempre que dois guias lineares são montados e operados em paralelo, eles requerem uma certa tolerância em paralelismo, nivelamento e nitidez para evitar sobrecarregar os rolamentos em um ou nos dois guias. Nos sistemas de pórtico, onde os eixos X tendem a ser espaçados muito distantes (devido a longas viagens no eixo Y), a montagem e o paralelismo dos eixos X se tornam ainda mais críticos, com erros angulares sendo amplificados a longas distâncias.

Diferentes tecnologias de guia requerem níveis variados de precisão para o paralelismo, a nivelamento e a ruptura. Em aplicações de pórtico, a melhor tecnologia de guia linear para os eixos X paralelos é tipicamente o que oferece o maior "perdão" nos erros de montagem e alinhamento, enquanto ainda fornece a capacidade de carga e rigidez necessárias.

Os guias de trilhos perfilados de bola ou rolo de recirculação normalmente fornecem a maior capacidade de carga e rigidez de todas as tecnologias de guia linear, mas quando usadas em uma configuração paralela, eles exigem tolerâncias de montagem e paralelismo muito precisos para evitar a ligação. Alguns fabricantes oferecem versões "auto-alinhadas" de rolamentos de esferas de recirculação capazes de compensar algum desalinhamento, embora a capacidade de rigidez e carga possa ser reduzida.

Por outro lado, as rodas -guia que funcionam em trilhos de precisão requerem menos precisão na montagem e alinhamento do que os guias de trilhos perfilados. Eles podem até ser montados em superfícies moderadamente imprecisas sem causar problemas de corrida, como tagarelagem e encadernação, mesmo quando duas faixas são usadas em paralelo.

Embora o alinhamento possa ser feito com ferramentas simples, como indicadores de discagem e fios, os longos comprimentos envolvidos nos sistemas de pórtico geralmente tornam isso impraticável. Além disso, o alinhamento de múltiplos eixos paralelos e perpendiculares aumenta a complexidade e exigiu tempo e trabalho exponencialmente.

É por isso que um interferômetro a laser é frequentemente a melhor ferramenta para garantir a robustez, a nivelamento e a ortogonalidade entre os eixos de pórtico.