“LOSTPED” Nasıl Yardımcı Olabilir?

Paketleme ve malzeme elleçlemeden yarı iletken imalatına ve otomotiv montajına kadar hemen hemen tüm üretim süreçleri bir tür doğrusal hareketi bünyesinde barındırmaktadır ve üreticiler modüler doğrusal hareket sistemlerinin esnekliği ve basitliğiyle tanıştıkça, bu sistemler (bir, iki veya üç eksenli Kartezyen robotik sistemler olsun) üretim alanlarına girmeye başlamıştır.

Mühendislerin ve tasarımcıların doğrusal hareket sistemlerini boyutlandırırken ve seçerken yaptıkları yaygın bir hata, nihai sistemde kritik uygulama gereksinimlerini göz ardı etmektir. Bu, en kötü durumda maliyetli yeniden tasarımlara ve yeniden çalışmalara yol açabilir, ancak aynı zamanda istenenden daha maliyetli ve daha az etkili olan aşırı tasarlanmış bir sistemle de sonuçlanabilir. Çok sayıda olası çözümle, doğrusal hareket sistemi tasarlamakla görevlendirildiğinizde bunalmak kolaydır. Sistemin ne kadar yük taşıması gerekecek? Ne kadar hızlı hareket etmesi gerekecek? En uygun maliyetli tasarım hangisidir?

Bosch Rexroth'un Doğrusal Hareket ve Montaj Teknolojileri grubu, herhangi bir uygulamada uygun doğrusal hareket bileşenlerini veya modüllerini belirlemek için gereken bilgileri toplamada mühendis veya tasarımcıya rehberlik eden basit bir kısaltma olan “LOSTPED”i geliştirirken tüm bu sorular ve daha fazlası göz önünde bulunduruldu.

LOSTPED NEDİR?

LOSTPED, Yük, Yönlendirme, Hız, Seyahat, Hassasiyet, Çevre ve Görev döngüsü anlamına gelir. LOSTPED kısaltmasının her harfi, doğrusal hareket sistemi boyutlandırılırken ve seçilirken dikkate alınması gereken bir faktörü temsil eder. Örneğin, yük, hızlanma ve yavaşlama sırasında sabit hız hareketlerine göre rulman sistemine farklı talepler yükler. Daha fazla doğrusal hareket çözümü, bireysel bileşenlerden tam doğrusal modüle veya Kartezyen sistemlere geçtikçe, sistem bileşenleri arasındaki etkileşimler (yani doğrusal rulman kılavuzları ve bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor tahrikleri) daha karmaşık hale gelir ve doğru sistemi tasarlamak daha zor hale gelir. LOSTPED kısaltması, tasarımcılara sistem geliştirme ve belirleme sırasında tüm birbiriyle ilişkili faktörleri dikkate almalarını hatırlatarak hatalardan kaçınmalarına yardımcı olabilir.

LOSTPED NASIL KULLANILIR

Aşağıda her bir LOSTPED faktörünün açıklamaları ve doğrusal hareket sisteminin boyutlandırılması ve seçilmesinde kriterleri belirlerken sorulması gereken temel sorular yer almaktadır.

YÜK

Yük, sisteme uygulanan ağırlık veya kuvvete atıfta bulunur. Tüm doğrusal hareket sistemleri, malzeme taşıma uygulamalarındaki aşağı doğru kuvvetler veya delme, presleme veya vidalama uygulamalarındaki itme yükleri gibi bir tür yük ile karşılaşır. Diğer uygulamalar, bir FOUP'un (Önden Açılan Birleşik Pod) bırakma ve alma için bölmeden bölmeye taşındığı yarı iletken yonga işleme uygulaması gibi sabit bir yükle karşılaşır. Üçüncü bir tür, reaktifin birbiri ardına bir dizi pipete biriktirildiği ve her adımda daha hafif bir yük ile sonuçlanan tıbbi dağıtım uygulaması gibi değişen yüklerle tanımlanır.

Yükü hesaba katarken, yükü almak veya taşımak için kolun ucunda ne tür bir aletin bulunacağına da bakmakta fayda vardır. Özellikle yük ile ilgili olmasa da, buradaki hatalar maliyetli olabilir. Örneğin, çok hassas bir iş parçası bir alma ve yerleştirme uygulamasında alınırsa, yanlış tipte bir tutucu kullanılırsa hasar görebilir.

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

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

YÖNLENDİRME

Kuvvetin uygulandığı yönelim veya göreceli pozisyon veya yön de önemlidir, ancak genellikle göz ardı edilir. Bazı doğrusal modül veya aktüatör tipleri, modül tasarımında kullanılan doğrusal kılavuz sistemi nedeniyle yan yüklemeden daha yüksek aşağı/yukarı yüklemeyi kaldırabilir. Farklı doğrusal kılavuzlar kullanan diğer modüller, tüm yönlerde aynı yükleri kaldırabilir.

Örneğin, Rexroth Compact Module CKK, kılavuzluk için çift Bilyalı Ray Sistemi kullanır ve yan monteli veya eksenel yükler gerektiren uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Çoğu yüksek kaliteli doğrusal hareket tedarikçisi çeşitli durumları ele almak için modüller ve aktüatörler ürettiğinden, belirtilen modüllerin uygulamada başarıya ulaşmak için gereken yönelimde yük gereksinimlerini karşılayabileceğinden emin olmak önemlidir.

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

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

HIZ

Hız ve ivmelenme de doğrusal hareket sisteminin seçimini etkiler. Uygulanan bir yük, hızlanma ve yavaşlama sırasında sabit hızlı bir hareket sırasında olduğundan çok farklı kuvvetler oluşturur. Hareket profili türü (trapezoid veya üçgen) de dikkate alınmalıdır, çünkü istenen hıza veya çevrim süresine ulaşmak için gereken ivme, gereken hareket türüne göre belirlenecektir. Trapezoid hareket profili, yükün hızla ivmelenmesi, bir süre nispeten sabit bir hızda hareket etmesi ve ardından yavaşlaması anlamına gelir. Üçgen hareket profili, yükün noktadan noktaya alma ve bırakma uygulamalarında olduğu gibi hızla ivmelenmesi ve yavaşlaması anlamına gelir. Hız ve ivmelenme, genellikle bir bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor olan uygun doğrusal tahriki belirlemede de kritik faktörlerdir.

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

• Hangi hıza veya çevrim süresine ulaşılmalıdır?
• Sabit hız mı yoksa değişken hız mı?
• Yükün ivmelenme ve yavaşlamaya etkisi nasıl olacak?
• Hareket profili trapezoidal mi yoksa üçgensel mi?
• Hangi doğrusal tahrik sistemi hız ve ivmelenme ihtiyaçlarınızı en iyi şekilde karşılayacaktır?

SEYAHAT

Seyahat, hareket mesafesi veya aralığı anlamına gelir. Sadece seyahat mesafesi değil, aynı zamanda aşırı seyahat de dikkate alınmalıdır. Strokun sonunda bir miktar "güvenlik seyahati" veya ek alan sağlamak, acil bir durdurma durumunda sistemin güvenliğini sağlar.

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

• Mesafe (hareket aralığı) nedir?
• Acil bir duruşta ne kadar fazla seyahat gerekebilir?

KESİNLİK

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

Hassasiyet gerekliliklerini düşünmenin temel nedeni tahrik mekanizması seçimidir: kayış tahriki, bilyalı vida veya doğrusal motor. Her tip hassasiyet, hız ve yük taşıma kapasitesi arasında dengeler sunar ve en iyi seçim çoğunlukla uygulama tarafından belirlenir.

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

• Uygulamada seyahat doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik ne kadar önemlidir?
• Hassasiyet hızdan veya diğer LOSTPED faktörlerinden daha mı önemlidir?

ÇEVRE

Çevre, sistemin çalışmasının beklendiği çevresel koşulları ifade eder. Örneğin, aşırı sıcaklıklar plastik bileşenlerin performansını ve sistem içindeki yağlamayı etkileyebilirken, kir, sıvılar ve diğer kirleticiler rulman kanallarına ve yük taşıma elemanlarına zarar verebilir.

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

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

• Ne tür tehlikeler veya kirleticiler mevcut — aşırı sıcaklıklar, kir, toz, sıvılar, vb.?
• Öte yandan, doğrusal hareket sistemi çevre için potansiyel bir kirletici kaynağı mıdır (ESD, yağlayıcılar veya partiküller)?

GÖREV DÖNGÜSÜ

Görev döngüsü, bir çalışma döngüsünü tamamlamak için gereken zamandır. Tüm doğrusal aktüatörlerde, dahili bileşenler genellikle nihai sistemin ömrünü belirler. Örneğin, bir modül içindeki rulman ömrü, uygulanan yükten ve rulmanın deneyimleyeceği görev döngüsünden doğrudan etkilenir. Bir doğrusal hareket sistemi önceki altı faktörü karşılayabilir, ancak 7/24 sürekli çalışırsa, haftada beş gün, günde yalnızca sekiz saat çalışmasına göre çok daha erken bozulur. Kullanım süresi ile dinlenme süresi miktarı, doğrusal hareket sisteminin içindeki ısı birikimini etkiler ve doğrudan sistem ömrünü ve sahip olma maliyetini etkiler. Bu sorunları önceden açıklığa kavuşturmak, kayışlar gibi aşınan parçalar kolayca değiştirilmek üzere stoklanabildiğinden daha sonra zamandan ve sıkıntıdan tasarruf sağlayabilir.

SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:

• Sistem ne sıklıkla kullanılıyor, vuruşlar veya hareketler arasındaki bekleme süresi de dahil mi?
• Sistemin ne kadar süre dayanması gerekiyor?

SON BİR TAVSİYE

LOSTPED'e ek olarak, tasarımcılar saygın bir dağıtımcıya veya üreticinin uygulama mühendisliği departmanına danışmalıdır. Bu kaynaklar genellikle yüzlerce uygulama deneyimine sahiptir, birçoğu eldeki uygulamaya benzerdir. Bu nedenle, potansiyel sorunları öngörerek önemli ölçüde zaman kazanabilir ve maliyet tasarrufu sağlayan önerilerde bulunabilirler. Sonuçta, nihai amaç mümkün olan en iyi doğrusal hareket sistemini en düşük sahip olma maliyetiyle elde etmektir; LOSTPED'e aşina yetenekli uygulama mühendisleri müşterilerinin tam olarak bunu elde ettiğinden emin olabilir.