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

Тщательный анализ приложения, включая ориентацию, момент и ускорение, покажет 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 к применению. Это может привести к дорогостоящим перепроектированиям и переделкам. Хуже того, это может привести к перепроектированной системе, которая будет более дорогой и менее эффективной, чем хотелось бы.

При таком количестве технологических опций легко растеряться при проектировании одно-, двух- и трехосных систем линейного перемещения. Какую нагрузку должна будет обрабатывать система? Как быстро она должна будет двигаться? Какая конструкция будет наиболее экономически эффективной?

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

Каждый фактор необходимо рассматривать индивидуально и в группе, чтобы обеспечить оптимальную производительность системы. Например, нагрузка предъявляет разные требования к подшипникам при ускорении и замедлении, чем при постоянной скорости. Поскольку технология линейного перемещения развивается от отдельных компонентов к целостным системам, взаимодействие между компонентами, такими как линейные направляющие подшипников и шарико-винтовой привод, становится более сложным, а проектирование правильной системы становится более сложной задачей. LOSTPED может помочь проектировщикам избежать ошибок, напоминая им о необходимости учитывать эти взаимосвязанные факторы при разработке и спецификации системы.

【Нагрузка】

Нагрузка относится к весу или силе, приложенной к системе. Все системы линейного движения сталкиваются с определенным типом нагрузки, например, с направленными вниз силами в приложениях по обработке материалов или осевыми нагрузками в приложениях по сверлению, прессованию или завинчиванию. Другие приложения сталкиваются с постоянной нагрузкой. Например, в приложении по обработке полупроводниковых пластин унифицированный контейнер с передним открыванием переносится из отсека в отсек для выгрузки и подъема. Другие приложения имеют переменные нагрузки. Например, в приложении по дозированию медицинских препаратов реагент помещается в ряд пипеток одну за другой, что приводит к более легкой нагрузке на каждом этапе.

При расчете нагрузки стоит учитывать тип инструмента, который будет находиться на конце руки для захвата или переноса груза. Хотя это и не связано конкретно с нагрузкой, ошибки здесь могут быть дорогостоящими. Например, при применении захвата и перемещения высокочувствительная заготовка может быть повреждена, если используется неправильный захват. Хотя маловероятно, что инженеры забудут учесть общие требования к нагрузке для системы, они действительно могут упустить из виду некоторые аспекты этих требований. LOSTPED — это способ обеспечить полноту.

Основные вопросы, которые следует задать:

* Каков источник нагрузки и как она ориентирована?

* Существуют ли особые требования к обращению?

* Какой вес или силу необходимо контролировать?

* Является ли эта сила направленной вниз, подъемной или боковой?

【Ориентация】

Ориентация или относительное положение или направление, в котором прикладывается сила, также важны, но их часто упускают из виду. Некоторые линейные модули или приводы могут выдерживать более высокую нагрузку вниз или вверх, чем боковую нагрузку, благодаря своим линейным направляющим. Другие модули, использующие другие линейные направляющие, могут выдерживать те же нагрузки во всех направлениях. Например, модуль, оснащенный линейными направляющими с двойными шариковыми рельсами, может выдерживать осевые нагрузки лучше, чем модули со стандартными направляющими.

Основные вопросы, которые следует задать:

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

* Куда ориентирована нагрузка относительно линейного модуля?

* Вызовет ли нагрузка момент крена или тангажа на линейном модуле?

【Скорость】

Скорость и ускорение также влияют на выбор линейной системы движения. Приложенная нагрузка создает совершенно разные силы в системе во время ускорения и замедления, чем при постоянной скорости. Тип профиля движения — трапециевидный или треугольный — также должен быть рассмотрен, поскольку ускорение, необходимое для достижения желаемой скорости или времени цикла, будет определяться типом требуемого движения. Трапециевидный профиль движения означает, что груз быстро ускоряется, движется с относительно постоянной скоростью в течение некоторого периода времени, а затем замедляется. Треугольный профиль движения означает, что груз быстро ускоряется и замедляется, как в приложениях по подъему и опусканию груза из точки в точку.

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

Основные вопросы, которые следует задать:

* Какая скорость или время цикла должны быть достигнуты?

* Скорость постоянная или переменная?

* Как нагрузка повлияет на ускорение и замедление?

* Является ли профиль движения трапециевидным или треугольным?

* Какой линейный привод лучше всего подойдет для удовлетворения потребностей в скорости и ускорении?

【Путешествовать】

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

Основные вопросы, которые следует задать:

* Каково расстояние или диапазон движения?

* Какой избыточный ход может потребоваться при аварийной остановке?

【Точность】

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

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

Основные 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】

Окружающая среда относится к условиям, в которых будет работать система. Экстремальные температуры могут повлиять на производительность пластиковых компонентов и смазку в системе. Грязь, жидкости и другие загрязняющие вещества могут повредить дорожки качения подшипников и несущие нагрузку элементы. Среда эксплуатации может значительно повлиять на срок службы линейной системы перемещения. Такие опции, как уплотнительные полосы и специальные покрытия, могут предотвратить повреждения от этих факторов окружающей среды.

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

Основные вопросы, которые следует задать:

* Какие опасности или загрязняющие вещества присутствуют — экстремальные температуры, грязь, пыль или жидкости?

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

【Рабочий цикл】

Рабочий цикл — это количество времени, необходимое для завершения одного цикла работы. Во всех линейных приводах внутренние компоненты, как правило, определяют срок службы всей системы. Например, срок службы подшипника внутри модуля напрямую зависит от приложенной нагрузки, но также зависит от рабочего цикла, который будет испытывать подшипник. Система линейного перемещения может соответствовать предыдущим шести факторам, 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 сутки, 5 дней в неделю. Кроме того, количество времени использования по сравнению со временем покоя влияет на накопление тепла внутри системы линейного перемещения и напрямую влияет на срок службы системы и стоимость владения. Заблаговременное выяснение этих вопросов может сэкономить время и избежать осложнений в будущем.

Основные вопросы, которые следует задать:

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

* Как долго должна прослужить система?