Нагрузка, ориентация, скорость, перемещение, точность, окружающая среда и рабочий цикл.

Тщательный анализ приложения, включая ориентацию, момент и ускорение, позволит выявить нагрузку, которую необходимо поддерживать. Иногда фактическая нагрузка будет отличаться от расчетной, поэтому инженеры должны учитывать предполагаемое использование и потенциальное неправильное использование.

При определении размеров и выборе систем линейного перемещения для сборочных машин инженеры часто упускают из виду критические требования приложения. Это может привести к дорогостоящим изменениям и переделкам. Хуже того, это может привести к созданию перегруженной системы, которая окажется более дорогостоящей и менее эффективной, чем хотелось бы.

При таком большом количестве технологических возможностей легко растеряться при проектировании одно-, двух- и трехосных систем линейного перемещения. Какую нагрузку должна выдержать система? Как быстро он должен будет двигаться? Какая конструкция самая экономичная?

Все эти вопросы были учтены, когда мы разработали «LOSTPED» — простую аббревиатуру, помогающую инженерам собирать информацию для определения компонентов или модулей линейного движения в любом приложении. LOSTPED означает нагрузку, ориентацию, скорость, перемещение, точность, окружающую среду и рабочий цикл. Каждая буква представляет один фактор, который необходимо учитывать при определении размера и выборе системы линейного перемещения.

Каждый фактор необходимо рассматривать индивидуально и в совокупности, чтобы обеспечить оптимальную производительность системы. Например, нагрузка предъявляет иные требования к подшипникам во время ускорения и замедления, чем при постоянной скорости. По мере того как технология линейного перемещения развивается от отдельных компонентов к законченным системам, взаимодействие между компонентами, такими как линейные направляющие подшипников и шарико-винтовая передача, становится более сложным, а проектирование правильной системы становится все более сложной задачей. LOSTPED может помочь проектировщикам избежать ошибок, напоминая им о необходимости учитывать эти взаимосвязанные факторы во время разработки и спецификации системы.

【Нагрузка】

Под нагрузкой понимается вес или сила, приложенная к системе. Все системы линейного перемещения подвергаются определенному типу нагрузки, например, направленным вниз силам при погрузочно-разгрузочных работах или осевым нагрузкам при сверлении, прессовании или завинчивании винтов. Другие приложения испытывают постоянную нагрузку. Например, при работе с полупроводниковыми пластинами унифицированный модуль с передним отверстием переносится из отсека в отсек для выгрузки и захвата. Другие приложения имеют различную нагрузку. Например, при медицинском дозировании реагент наносится в несколько пипеток одну за другой, что приводит к уменьшению нагрузки на каждом этапе.

При расчете нагрузки стоит учитывать тип инструмента, который будет находиться на конце рычага для подъема или переноса груза. Хотя это и не связано конкретно с нагрузкой, ошибки здесь могут стоить дорого. Например, при захвате и перемещении высокочувствительная заготовка может быть повреждена, если использовать неправильный захват. Хотя маловероятно, что инженеры забудут принять во внимание общие требования к нагрузке системы, они действительно могут упустить из виду некоторые аспекты этих требований. LOSTPED — это способ обеспечить полноту.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Каков источник нагрузки и как он ориентирован?

* Существуют ли особые требования к обращению?

* Каким весом или силой необходимо управлять?

* Является ли эта сила направленной вниз силой, силой отрыва или боковой силой?

【Ориентация】

Ориентация, относительное положение или направление приложения силы также важна, но ее часто упускают из виду. Некоторые линейные модули или приводы могут выдерживать более высокую нагрузку вниз или вверх, чем боковую, благодаря своим линейным направляющим. Другие модули, использующие другие линейные направляющие, могут выдерживать одинаковые нагрузки во всех направлениях. Например, модуль, оснащенный двойными линейными направляющими с шариковыми направляющими, может лучше выдерживать осевые нагрузки, чем модули со стандартными направляющими.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Как ориентирован линейный модуль или привод? Горизонтально, вертикально или перевернуто?

* Куда ориентирована нагрузка относительно линейного модуля?

* Будет ли нагрузка вызывать момент крена или тангажа линейного модуля?

【Скорость】

Скорость и ускорение также влияют на выбор системы линейного движения. Приложенная нагрузка создает в системе совершенно другие силы во время ускорения и замедления, чем при постоянной скорости. Также необходимо учитывать тип профиля перемещения — трапециевидный или треугольный, поскольку ускорение, необходимое для достижения желаемой скорости или времени цикла, будет определяться типом требуемого перемещения. Трапециевидный профиль перемещения означает, что груз быстро ускоряется, некоторое время движется с относительно постоянной скоростью, а затем замедляется. Треугольный профиль перемещения означает, что груз быстро ускоряется и замедляется, как в случае двухточечного захвата и выгрузки.

Скорость и ускорение являются решающими факторами при выборе подходящего линейного привода: шарико-винтовой передачи, ремня или линейного двигателя.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Какая скорость или время цикла должны быть достигнуты?

* Скорость постоянная или переменная?

* Как нагрузка повлияет на ускорение и замедление?

* Профиль перемещения имеет трапециевидную или треугольную форму?

* Какой линейный привод лучше всего подойдет для обеспечения скорости и ускорения?

【Путешествовать】

Путешествие относится к расстоянию или диапазону движения. Необходимо учитывать не только расстояние перемещения, но и перебег. Предоставление некоторого «безопасного хода» или дополнительного пространства в конце хода обеспечивает безопасность системы в случае аварийной остановки.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Каково расстояние или диапазон движения?

* Какой перебег может потребоваться при аварийной остановке?

【Точность】

Точность — это широкий термин, который часто используется для определения либо точности перемещения (как система ведет себя при перемещении из точки А в точку Б), либо точности позиционирования (насколько близко система достигает целевой позиции). Это также может относиться к повторяемости или тому, насколько хорошо система возвращается в то же положение в конце каждого хода.

Понимание разницы между этими тремя терминами — точностью перемещения, точностью позиционирования и повторяемостью — имеет решающее значение для обеспечения соответствия системы техническим характеристикам и предотвращения перепроектирования для достижения степени точности, которая может быть ненужной. Основной причиной продумывания требований к точности является выбор приводного механизма. Системы линейного перемещения могут приводиться в движение ремнем, шарико-винтовой передачей или линейным двигателем. Каждый тип предлагает компромисс между точностью, скоростью и грузоподъемностью. Лучший выбор будет продиктован применением.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Насколько важны точность перемещения, точность позиционирования и повторяемость в приложении?

* Является ли точность более важной, чем скорость или другие факторы LOSTPED?

【Среда】

Среда – это условия, в которых будет работать система. Экстремальные температуры могут повлиять на работу пластиковых компонентов и смазки в системе. Грязь, жидкости и другие загрязнения могут повредить дорожки качения подшипников и несущие элементы. Среда обслуживания может сильно повлиять на срок службы системы линейного перемещения. Такие опции, как уплотнительные ленты и специальные покрытия, могут предотвратить повреждение от этих факторов окружающей среды.

И наоборот, инженерам необходимо подумать о том, как система линейного движения повлияет на окружающую среду. Резина и пластик могут выделять твердые частицы. Смазочные материалы могут образовывать аэрозоли. Движущиеся части могут генерировать статическое электричество. Может ли ваш продукт принимать такие загрязнения? Такие опции, как специальная смазка и положительное давление воздуха, могут сделать модуль или привод пригодным для использования в чистом помещении.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Какие опасности или загрязнения присутствуют: экстремальные температуры, грязь, пыль или жидкости?

* Является ли сама система линейного перемещения потенциальным источником загрязнения окружающей среды?

【Рабочий цикл】

Рабочий цикл — это количество времени, необходимое для завершения одного цикла работы. Во всех линейных приводах внутренние компоненты обычно определяют срок службы всей системы. Например, срок службы подшипника внутри модуля напрямую зависит от приложенной нагрузки, а также от рабочего цикла, который будет испытывать подшипник. Система линейного движения может быть способна удовлетворить предыдущие шесть факторов, но если она работает непрерывно 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, она достигнет конца своего срока службы гораздо раньше, чем если бы она работала только 8 часов в день, 5 дней в неделю. Кроме того, соотношение времени использования и времени отдыха влияет на накопление тепла внутри системы линейного перемещения и напрямую влияет на срок службы системы и стоимость владения. Заблаговременное разъяснение этих вопросов может сэкономить время и избежать обострений в дальнейшем.

Ключевые вопросы, которые следует задать:

* Как часто используется система, включая время задержки между ударами или движениями?

* Как долго должна работать система?