“LOSTPED” Nasıl Yardımcı Olabilir?

Paketleme ve malzeme taşımadan yarı iletken imalat ve otomotiv montajına kadar hemen hemen tüm üretim süreçleri bir tür doğrusal hareket içerir ve üreticiler modüler doğrusal hareket sistemlerinin esnekliği ve basitliğine aşina oldukça bu sistemler (bir, iki veya tam) üç eksenli Kartezyen robotik sistemleri üretim alanlarına girmenin yolunu buluyor.

Mühendislerin ve tasarımcıların doğrusal hareket sistemlerini boyutlandırırken ve seçerken yaptıkları yaygın bir hata, nihai sistemdeki kritik uygulama gereksinimlerini gözden kaçırmaktır. Bu, en kötü durumda maliyetli yeniden tasarımlara ve yeniden çalışmalara yol açabilir, ancak aynı zamanda çoğu zaman arzu edilenden daha maliyetli ve daha az etkili olan aşırı mühendislik gerektiren bir sistemle de sonuçlanabilir. Pek çok olası çözüm varken, doğrusal bir hareket sistemi tasarlama görevi verildiğinde bunalmanız kolaydır. Sistemin ne kadar yükü kaldırması gerekecek? Ne kadar hızlı hareket etmesi gerekecek? En uygun maliyetli tasarım nedir?

Bosch Rexroth'un Doğrusal Hareket ve Montaj Teknolojileri grubu, mühendise veya tasarımcıya herhangi bir uygulamada uygun doğrusal hareket bileşenlerini veya modüllerini belirlemek için gereken bilgileri toplamada yol gösteren basit bir kısaltma olan "LOSTPED"i geliştirirken tüm bu sorular ve daha fazlası dikkate alındı.

KAYIP NEDİR?

LOSTPED, Yük, Yönelim, Hız, Seyahat, Hassasiyet, Çevre ve Görev döngüsü anlamına gelir. LOSTPED kısaltmasının her harfi, doğrusal hareket sistemini boyutlandırırken ve seçerken dikkate alınması gereken bir faktörü temsil eder. Örneğin yük, hızlanma ve yavaşlama sırasında yatak sistemine sabit hızdaki hareketlere göre farklı talepler getirir. Daha fazla doğrusal hareket çözümü bireysel bileşenlerden komple doğrusal modüle veya Kartezyen sistemlere geçtikçe, sistem bileşenleri (yani doğrusal yatak kılavuzları ve bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor sürücüleri) arasındaki etkileşimler daha karmaşık hale gelir ve doğru sistemi tasarlamak daha zor hale gelir. . LOSTPED kısaltması, tasarımcılara sistem geliştirme ve spesifikasyon sırasında birbiriyle ilişkili tüm faktörleri dikkate almalarını hatırlatarak hatalardan kaçınmalarına yardımcı olabilir.

LOSTPED NASIL KULLANILIR

Aşağıda, her bir KAYIP faktörünün açıklamalarının yanı sıra, bir doğrusal hareket sisteminin boyutlandırılması ve seçilmesi için kriterleri belirlerken sorulacak temel sorular yer almaktadır.

YÜK

Yük, sisteme uygulanan ağırlık veya kuvveti ifade eder. Tüm doğrusal hareket sistemleri, malzeme taşıma uygulamalarında aşağıya doğru kuvvetler veya delme, presleme veya vidalama uygulamalarında itme yükleri gibi bazı yük türleriyle karşılaşır. Bir FOUP'un (Önden Açılan Birleşik Pod) bırakma ve alma için bölmeden bölmeye taşındığı yarı iletken levha işleme uygulaması gibi diğer uygulamalar sabit bir yükle karşılaşır. Üçüncü tip, reaktifin birbiri ardına bir dizi pipete bırakıldığı ve her adımda daha hafif bir yük elde edildiği tıbbi dağıtım uygulaması gibi değişken yüklerle tanımlanır.

Yükü değerlendirirken, yükü almak veya taşımak için kolun ucunda ne tür bir aletin bulunacağına da bakmakta fayda var. Özellikle yük ile ilgili olmasa da buradaki hatalar maliyetli olabilir. Örneğin, bir alma ve yerleştirme uygulamasında son derece hassas bir iş parçası kaldırılırsa, yanlış tipte tutucunun kullanılması durumunda parça hasar görebilir.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Yükün kaynağı nedir ve nasıl yönlendirilir?
• Özel kullanım hususları var mı?
• Ne kadar ağırlık veya kuvvet yönetilmelidir?
• Kuvvet aşağı doğru bir kuvvet mi, kaldırma kuvveti mi yoksa yan kuvvet mi?

ORYANTASYON

Kuvvetin uygulandığı oryantasyon veya göreceli konum veya yön de önemlidir, ancak çoğu zaman göz ardı edilir. Bazı lineer modül veya aktüatör tipleri, modül tasarımında kullanılan lineer kılavuz sistemi nedeniyle yan yüklemeye göre daha yüksek aşağı/yukarı yüklemeyi kaldırabilir. Farklı doğrusal kılavuzlar kullanan diğer modüller aynı yükleri tüm yönlerde taşıyabilir.

Örneğin Rexroth Kompakt Modül CKK, yönlendirme için ikili Bilyalı Ray Sistemi kullanır ve yana monteli veya eksenel yük gerektiren uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Yüksek kaliteli doğrusal hareket tedarikçilerinin çoğu, çeşitli durumları ele alacak modüller ve aktüatörler ürettiğinden, belirtilen modüllerin, uygulamada başarıya ulaşmak için gereken yönelimdeki yük gereksinimlerini karşılayabildiğinden emin olmak önemlidir.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Doğrusal modül veya aktüatör nasıl yönlendirilir?
• Yatay mı, dikey mi yoksa baş aşağı mı?
• Yük doğrusal modüle göre nereye yönlendirilir?
• Yük, lineer modül üzerinde bir yuvarlanma veya eğim momentine neden olur mu?

HIZ

Hız ve ivme aynı zamanda doğrusal hareket sisteminin seçimini de etkiler. Uygulanan bir yük, sistem üzerinde hızlanma ve yavaşlama sırasında sabit hızlı hareket sırasında olduğundan çok daha farklı kuvvetler oluşturur. İstenilen hıza veya döngü süresine ulaşmak için gereken ivme, gereken hareket türüne göre belirleneceğinden, hareket profili tipi - yamuk veya üçgen - de dikkate alınmalıdır. Trapez hareket profili, yükün hızla hızlandığı, bir süre nispeten sabit bir hızda hareket ettiği ve daha sonra yavaşladığı anlamına gelir. Üçgen hareket profili, noktadan noktaya alma ve bırakma uygulamalarında olduğu gibi yükün hızla hızlanıp yavaşlaması anlamına gelir. Hız ve ivme aynı zamanda tipik olarak vidalı mil, kayış veya doğrusal motor olan uygun doğrusal tahrikin belirlenmesinde kritik faktörlerdir.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Hangi hıza veya çevrim süresine ulaşılmalıdır?
• Sabit hız mı yoksa değişken hız mı?
• Yük hızlanma ve yavaşlamayı nasıl etkileyecektir?
• Hareket profili trapez mi yoksa üçgen mi?
• Hangi doğrusal sürücü hız ve hızlanma ihtiyaçlarını en iyi şekilde karşılayacaktır?

SEYAHAT

Seyahat mesafeyi veya hareket aralığını ifade eder. Yalnızca seyahat mesafesi değil, aynı zamanda aşırı seyahat de dikkate alınmalıdır. Strokun sonunda bir miktar "güvenlik yolculuğuna" veya ilave alana izin verilmesi, acil durdurma durumunda sistemin güvenliğini sağlar.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Mesafe (hareket aralığı) nedir?
• Acil durdurmada ne kadar fazla yolculuk gerekli olabilir?

KESİNLİK

Hassasiyet, genellikle seyahat doğruluğunu (sistemin A noktasından B noktasına hareket ederken nasıl davrandığı) veya konumlandırma doğruluğunu (sistemin hedef konuma ne kadar yakın ulaştığını) tanımlamak için kullanılan geniş bir terimdir. Aynı zamanda tekrarlanabilirliğe de atıfta bulunabilir. Bu üç terim arasındaki farkı (seyahat doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik) anlamak, sistemin performans özelliklerini karşıladığından ve sistemin gereksiz olabilecek yüksek doğruluk derecesini aşırı telafi etmediğinden emin olmak için genellikle kritik öneme sahiptir.

Hassasiyet gereksinimleri üzerinde düşünmenin ana nedeni tahrik mekanizması seçimidir: kayış tahrikli, bilyalı vidalı veya doğrusal motor. Her tip hassasiyet, hız ve yük taşıma kapasitesi arasında dengeler sunar ve en iyi seçim çoğunlukla uygulamaya göre belirlenir.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Uygulamada hareket doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik ne kadar önemlidir?
• Hassasiyet hızdan veya diğer KAYIP faktörlerden daha mı önemli?

ÇEVRE

Çevre, sistemin çalışmasının beklendiği çevre koşullarını ifade eder. Örneğin aşırı sıcaklıklar sistem içindeki plastik bileşenlerin ve yağlamanın performansını etkileyebilir; kir, sıvılar ve diğer kirletici maddeler ise rulman yuvarlanma yollarına ve yük taşıma elemanlarına zarar verebilir.

Bu genellikle göz ardı edilen bir performans faktörüdür ancak doğrusal hareket sisteminin ömrünü büyük ölçüde etkileyebilecek bir faktördür. Sızdırmazlık şeritleri ve özel kaplamalar gibi seçenekler, bu çevresel faktörlerden kaynaklanan hasarların önlenmesine yardımcı olabilir. Ayrıca özel yağlama ve pozitif hava basıncı gibi seçenekler, modülü veya aktüatörü temiz oda uygulamasında kullanıma uygun hale getirebilir.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Ne tür tehlikeler veya kirletici maddeler mevcut - aşırı sıcaklıklar, kir, toz, sıvılar vb.?
• Tersine, doğrusal hareket sisteminin kendisi de çevre için potansiyel bir kirletici madde kaynağı mıdır (ESD, yağlayıcılar veya parçacıklar)?

GÖREV DÖNGÜSÜ

Görev döngüsü, bir çalışma döngüsünü tamamlamak için gereken süredir. Tüm lineer aktüatörlerde, dahili bileşenler genellikle nihai sistemin ömrünü belirleyecektir. Örneğin bir modülün içindeki rulman ömrü, uygulanan yükten ve rulmanın karşılaşacağı görev döngüsünden doğrudan etkilenir. Doğrusal bir hareket sistemi önceki altı faktörü karşılayabilir, ancak 7/24 sürekli çalışırsa, haftanın beş günü, günde yalnızca sekiz saat çalışmasına göre çok daha kısa sürede ölür. Kullanım süresi ve dinlenme süresi miktarı, doğrusal hareket sistemi içindeki ısı oluşumunu etkiler ve sistem ömrünü ve sahip olma maliyetini doğrudan etkiler. Kayışlar gibi aşınan parçalar değiştirilmek üzere kolayca stoklanabildiğinden, bu sorunların önceden açıklığa kavuşturulması zamandan tasarruf sağlayabilir ve daha sonra daha da ağırlaşmasını sağlayabilir.

SORULMASI GEREKEN ANAHTAR SORULAR:

• Vuruşlar veya hareketler arasındaki bekleme süresi de dahil olmak üzere sistem ne sıklıkla kullanılıyor?
• Sistemin ne kadar süre dayanması gerekiyor?

BAZI SON TAVSİYELER

Tasarımcılar, LOSTPED'e ek olarak saygın bir distribütöre veya üreticinin uygulama mühendisliği departmanına danışmalıdır. Bu kaynaklar genellikle çoğu mevcut uygulamaya benzeyen yüzlerce uygulamayla ilgili deneyime sahiptir. Bu nedenle, olası sorunları önceden tahmin ederek zamandan önemli ölçüde tasarruf edebilir ve maliyet tasarrufu sağlayan önerilerde bulunabilirler. Sonuçta nihai hedef, mümkün olan en iyi doğrusal hareket sistemini en düşük sahip olma maliyetiyle elde etmektir; LOSTPED'e aşina olan yetenekli uygulama mühendisleri, müşterilerinin tam da bunu almasını sağlayabilir.