Ve nasıl önlenebilir…

Gantriler, paralel olarak iki baz (x) ekseni kullanarak, bunları bağlayan bir dikey (y) eksenle diğer çok eksenli sistem türlerinden (Kartezyen robotlar ve XY tabloları gibi) farklılık gösterir. Bu çift X ekseni düzenlemesi geniş, kararlı bir ayak izi sağlar ve portal sistemlerinin yüksek yük kapasitesi, uzun seyahat uzunlukları ve iyi sertlik sağlamasına izin verirken, yaygın olarak raf olarak adlandırılan bir fenomene yol açabilir.

Her zaman iki doğrusal eksen monte edildiğinde ve paralel olarak bağlandığında, eksenlerin mükemmel senkronizasyonda hareket etmemesi riski vardır. Başka bir deyişle, hareket sırasında, X eksenlerinden biri diğerini “geride bırakabilir” ve önde gelen eksen gecikme ortağını çekmeye çalışacaktır. Bu olduğunda, bağlantı (y) ekseni eğrilebilir - artık iki x eksenine dik değildir. X ve Y eksenlerinin dikliği kaybettiği durum raf olarak adlandırılır ve sistem X yönünde hareket ettikçe ve hem x hem de y eksenlerinde potansiyel olarak zarar veren kuvvetlere neden olabilir.

Portal sistemlerinde raflara çeşitli tasarım ve montaj faktörlerinden kaynaklanabilir, ancak en etkili faktörlerden biri X eksenlerini sürme yöntemidir. Paralel iki x eksen ile tasarımcılar, her X ekseni bağımsız olarak sürme veya bir ekseni sürme ve diğerini bir “köle” veya takipçi eksen olarak tedavi etme seçeneğine sahiptir.

İki X ekseni (kısa Y ekseni stroku) arasında nispeten küçük bir mesafeye sahip düşük hızlı uygulamalarda, sadece bir x ekseni sürmek ve ikinci x ekseninin sürüş mekanizması olmadan bir takipçi olmasına izin vermek kabul edilebilir. Bu tasarımda, temel bir endişe, eksenler arasındaki bağlantının sertliği - başka bir deyişle, y ekseninin sertliğidir.

Tahrik edilen eksen etkili bir şekilde “çekilemez”, aralarındaki bağlantı bükme, bükülme veya diğer sert olmayan davranışlar yaşarsa, iki x eksen arasındaki sürtünme veya yük açısından herhangi bir fark derhal rafa yol açabilir ve bağlama. Ve y ekseni ne kadar uzun olursa, o kadar az katı olacaktır. Bu nedenle, X eksenleri arasındaki mesafenin bir metreden daha az olduğu uygulamalar için genellikle “tahrikli takipçi” düzenlemesi önerilir.

Daha sofistike tahrik çözeltisi, motorlar kontrolör aracılığıyla bir ana-köle düzenlemesinde senkronize edilmiş, her eksende ayrı bir motor kullanmaktır. Bununla birlikte, bu düzenlemede, mekanik sürücülerin seyahat hatalarının mükemmel (veya mükemmel bir şekilde) eşleşmesi gerekir-aksi takdirde, raf ve bağlanma, her eksenin motor devrimi başına seyahat ettiği mesafedeki hafif sapmalardan kaynaklanabilir.

Yüksek hızlı, hassas portal uygulamaları için, tercih edilen tahrik mekanizmaları tipik olarak bilyalı vidalar ve raf ve pinyon sürücüleridir. Bu teknolojilerin her ikisi de, her eksende benzer doğrusal hata sağlamak için seçici olarak eşleştirilebilir, bu da eşsiz sürücü düzeneklerinde meydana gelebilecek bazı hata yığınından kaçınır. Kemer ve zincir sürücülerinin eşleştirilmesi ve telafi edilmesi zor olan eğim hatalarına sahip olduğundan, bunlar genellikle X eksenleri bağımsız olarak yönlendirildiğinde portal sistemleri için önerilmez. Öte yandan, lineer motorlar, mekanik bir hataları yoktur ve uzun seyahat uzunlukları ve yüksek hızlar sağlayabildiğinden, portal sistemlerindeki paralel eksenler için mükemmel bir seçimdir.

Başka bir çözüm - yukarıda açıklanan iki seçenek arasında bir uzlaşma - her iki x eksenini sürmek için bir motor kullanmaktır. Bu, motorlu eksenin çıkışını bir mesafe kaplanı (bir bağlantı şaftı olarak da adlandırılır) yoluyla ikinci eksenin girişine bağlayarak yapılabilir. Bu konfigürasyon, ikinci motoru (ve gerekli olan eşlik eden senkronizasyonu) ortadan kaldırır.

Bununla birlikte, mesafe kuplajının burulma sertliği önemlidir. Eksenler arasında aktarılan tork, bağlantının “rüzgar” deneyimine neden olursa, raf ve bağlama hala meydana gelebilir. X eksenleri arasındaki mesafe, orta yük ve hız gereksinimleri ile bir ila üç metre arasında olduğunda bu yapılandırma genellikle iyi bir seçenektir.

Gantry sistemlerinde rafa neden olabilecek bir diğer faktör de, iki x eksen arasında montaj doğruluğu ve paralellik eksikliğidir. Her zaman iki doğrusal kılavuz monte edildiğinde ve paralel olarak çalıştırıldığında, rulmanların bir veya her iki kılavuzda aşırı yüklenmesini önlemek için paralellik, düzlük ve düzlükte belirli bir tolerans gerektirir. X eksenlerinin birbirinden ayrılma eğiliminde olduğu (Y ekseninde uzun seyahat nedeniyle), X eksenlerinin montajı ve paralelliği daha da kritik hale gelir ve açısal hatalar uzun mesafelerde güçlendirilir.

Farklı rehber teknolojileri paralellik, düzlük ve düzlük için değişen düzeyde hassasiyet gerektirir. Gantry uygulamalarında, paralel x eksenler için en iyi doğrusal kılavuz teknolojisi, genellikle gerekli yük kapasitesi ve sertliği sağlarken montaj ve hizalama hatalarında en “affetmeyi” sunan teknolojidir.

Devridaim topu veya silindir profilli demiryolu kılavuzları tipik olarak tüm doğrusal kılavuz teknolojilerin en yüksek yük kapasitesini ve sertliğini sağlar, ancak paralel bir konfigürasyonda kullanıldığında, bağlanmayı önlemek için çok hassas montaj yüksekliği ve paralellik toleransları gerektirir. Bazı üreticiler, rijitlik ve yük kapasitesi azaltılabilmesine rağmen, bazı yanlış hizalamayı telafi edebilen devridaim bilyalı rulmanların “kendi kendini hizalama” sürümleri sunar.

Öte yandan, hassas pistlerde çalışan kılavuz tekerlekler, montaj ve hizalamada profilli demiryolu kılavuzlarına göre daha az doğruluk gerektirir. Paralel olarak iki parça kullanıldığında bile, gevezelik ve bağlama gibi çalışan sorunlara neden olmadan orta derecede yanlış yüzeylere monte edilebilirler.

Hizalama kadran göstergeleri ve kablolar gibi basit araçlarla yapılabilirken, portal sistemlerinde yer alan uzun uzunluklar genellikle bunu pratik hale getirir. Ek olarak, çoklu paralel ve dik eksenlerin hizalanması karmaşıklığı arttırır ve gerekli zaman ve emek katlanarak.

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