Ve bundan nasıl kaçınılabilir?…

Köprüler diğer çok eksenli sistem türlerinden (Kartezyen robotlar ve XY tabloları gibi), iki taban (X) eksenini paralel olarak kullanmaları ve bunları birbirine bağlayan dik bir (Y) eksen kullanmaları nedeniyle farklılık gösterir. Bu ikili X ekseni düzenlemesi geniş, sabit bir ayak izi sağlar ve portal sistemlerinin yüksek yük kapasitesi, uzun hareket uzunlukları ve iyi sağlamlık sunmasına olanak tanırken, aynı zamanda genellikle raflama olarak adlandırılan bir olguya da yol açabilir.

İki doğrusal eksenin paralel olarak monte edilip bağlandığı durumlarda eksenlerin mükemmel senkronizasyonla hareket etmemesi riski vardır. Başka bir deyişle, hareket sırasında X eksenlerinden biri diğerinin "gerisinde kalabilir" ve öncü eksen, geride kalan ortağını kendine çekmeye çalışacaktır. Bu olduğunda, bağlantı (Y) ekseni çarpık hale gelebilir; artık iki X eksenine dik olmayabilir. X ve Y eksenlerinin ortogonalliği kaybetmesi durumu, raflanma olarak adlandırılır ve sistem X yönünde hareket ettikçe bağlanmanın yanı sıra hem X hem de Y eksenlerinde potansiyel olarak zarar verici kuvvetlere neden olabilir.

Portal sistemlerinde raflanma, çeşitli tasarım ve montaj faktörlerinden kaynaklanabilir, ancak en etkili faktörlerden biri, X eksenlerini tahrik etme yöntemidir. İki X ekseninin paralel olmasıyla, tasarımcılar her bir X eksenini bağımsız olarak sürme veya bir ekseni sürüp diğerini "bağımlı" veya takipçi eksen olarak ele alma seçeneğine sahiptir.

İki X ekseni arasında nispeten küçük bir mesafenin (kısa Y ekseni stroku) olduğu düşük hızlı uygulamalarda, yalnızca bir X eksenini sürmek ve ikinci X ekseninin hiçbir tahrik mekanizması olmadan takipçi olmasına izin vermek kabul edilebilir. Bu tasarımda önemli bir husus eksenler arasındaki bağlantının sağlamlığı, diğer bir deyişle Y ekseninin sertliğidir.

Tahrik edilen eksen, tahrik edilmeyen ekseni etkili bir şekilde "çektiğinden", aralarındaki bağlantıda bükülme, bükülme veya diğer rijit olmayan davranışlar meydana gelirse, iki X ekseni arasındaki sürtünme veya yükteki herhangi bir fark, anında kaymaya ve kaymaya neden olabilir. bağlayıcı. Y ekseni ne kadar uzun olursa, o kadar az katı olacaktır. Bu nedenle, X eksenleri arasındaki mesafenin bir metreden az olduğu uygulamalar için genellikle "tahrikli takipçi" düzenlemesinin tavsiye edilmesinin nedeni budur.

Daha karmaşık tahrik çözümü, motorların kontrolör aracılığıyla master-slave düzeninde senkronize edildiği her eksende ayrı bir motor kullanmaktır. Ancak bu düzenlemede, mekanik sürücülerin hareket hatalarının mükemmel (veya mükemmele yakın) eşleşmesi gerekir; aksi takdirde, her eksenin motor devri başına kat ettiği mesafedeki hafif sapmalar, rafa kalkma ve takılmaya neden olabilir.

Yüksek hızlı, hassas portal uygulamaları için tercih edilen tahrik mekanizmaları genellikle bilyalı vidalar ve kremayer ve pinyon tahrikleridir. Bu teknolojilerin her ikisi de, her eksende benzer doğrusal hata sağlayacak şekilde seçici olarak eşleştirilebilir ve eşleşmeyen sürücü düzeneklerinde meydana gelebilecek bazı hata yığılmalarından kaçınılabilir. Kayış ve zincir tahriklerinde eşleştirilmesi ve telafi edilmesi zor hatve hataları bulunduğundan, X eksenleri bağımsız olarak tahrik edildiğinde bunlar genellikle portal sistemleri için önerilmez. Öte yandan lineer motorlar, mekanik hata yapmamaları, uzun hareket uzunlukları ve yüksek hızlar sağlayabilmeleri nedeniyle gantry sistemlerde paralel eksenler için mükemmel bir seçimdir.

Yukarıda açıklanan iki seçenek arasında bir nevi uzlaşma sağlayan başka bir çözüm, her iki X eksenini tahrik etmek için bir motor kullanmaktır. Bu, motor tahrikli eksenin çıkışının bir mesafe kaplini (aynı zamanda bağlantı mili olarak da adlandırılır) aracılığıyla ikinci eksenin girişine bağlanmasıyla yapılabilir. Bu konfigürasyon ikinci motoru (ve gerekli olacak eşlik eden senkronizasyonu) ortadan kaldırır.

Ancak mesafe kaplininin burulma sertliği önemlidir. Eksenler arasında aktarılan tork, kaplinde "sarılma" yaşanmasına neden oluyorsa, sarsılma ve tutukluk yine de meydana gelebilir. Bu konfigürasyon, X eksenleri arasındaki mesafenin orta düzeyde yük ve hız gereksinimleriyle birlikte bir ila üç metre arasında olduğu durumlarda genellikle iyi bir seçenektir.

Portal sistemlerinde raflanmaya neden olabilecek diğer bir faktör de iki X ekseni arasında montaj doğruluğu ve paralellik eksikliğidir. İki doğrusal kılavuz paralel olarak monte edildiğinde ve çalıştırıldığında, kılavuzların birinde veya her ikisindeki yatakların aşırı yüklenmesini önlemek için paralellik, düzlük ve doğrusallık konusunda belirli bir toleransa ihtiyaç duyarlar. X eksenlerinin birbirinden çok uzakta olduğu (Y ekseni üzerindeki uzun hareket nedeniyle) gantry sistemlerinde, X eksenlerinin montajı ve paralelliği daha da kritik hale gelir ve açısal hatalar uzun mesafelerde artar.

Farklı kılavuz teknolojileri paralellik, düzlük ve düzlük için farklı düzeylerde hassasiyet gerektirir. Gantry uygulamalarında paralel X eksenleri için en iyi lineer kılavuz teknolojisi genellikle montaj ve hizalama hatalarında en fazla "affetme"yi sağlayan ve aynı zamanda gerekli yük kapasitesi ve sertliği sağlayan teknolojidir.

Devridaim yapan bilyalı veya makaralı profilli ray kılavuzları tipik olarak tüm doğrusal kılavuz teknolojileri arasında en yüksek yük kapasitesini ve sertliği sağlar, ancak paralel konfigürasyonda kullanıldıklarında bağlanmayı önlemek için çok hassas montaj yüksekliği ve paralellik toleransları gerektirirler. Bazı üreticiler, sertlik ve yük kapasitesi azalmış olsa da, bazı yanlış hizalamaları telafi edebilen döner bilyalı rulmanların "kendiliğinden hizalanan" versiyonlarını sunmaktadır.

Öte yandan, hassas raylar üzerinde çalışan kılavuz tekerlekler, profilli ray kılavuzlarına göre montaj ve hizalamada daha az doğruluk gerektirir. İki parça paralel olarak kullanıldığında bile, takılma ve takılma gibi çalışma sorunlarına neden olmadan orta derecede hatalı yüzeylere bile monte edilebilirler.

Hizalama ibreli göstergeler ve teller gibi basit aletlerle yapılabilse de, portal sistemlerinde yer alan uzun uzunluklar çoğu zaman bunu kullanışsız hale getirir. Ayrıca birden fazla paralel ve dik eksenin hizalanması, karmaşıklığı ve gerekli zaman ve emeği katlanarak artırır.

Bu nedenle lazer interferometre, portal eksenleri arasında düzlük, düzlük ve diklik sağlamak için genellikle en iyi araçtır.