Готові до встановлення лінійні модулі використовуються в багатьох галузях промисловості для переміщення матеріалів, продуктів і виробничих інструментів у різноманітних машинах.

Розробники машин мають кілька варіантів вибору під час вибору лінійних модулів на основі конкретних вимог до виробництва та продуктивності. Але є деякі галузі та системні додатки, де точний і точний рух є найважливішою вимогою.

Зокрема, такі програми, як виробництво напівпровідників, верстати для лазерного різання, збірка електроніки та системи автоматизації лабораторій, вимагають точних лінійних модулів, які повинні працювати з надзвичайно високою точністю кінцевої точки та плавним ходом з мінімальною вібрацією протягом усього циклу руху.

Розуміння кількох ключових конструктивних і робочих характеристик, які відрізняють прецизійні лінійні модулі, може допомогти розробникам машин і систем вибрати найкращі продукти для задоволення вимог машин, які вони створюють.

Потреба в точному русі
Надточний і делікатний рух для лазерного різання, автоматизованих систем відбору зразків у медичному випробувальному обладнанні або переміщення напівпровідникових пластин через інструмент для виготовлення вимагає надзвичайно стабільного руху, майже без вібрації, під час руху. Основною метою є досягнення цільової кінцевої точки з максимальною точністю.

Стабільний рух часто має вирішальне значення для захисту надзвичайно крихких матеріалів від пошкоджень або деградації, спричинених лінійним рухом. Напівпровідникові пластини є чудовим прикладом: вони надзвичайно делікатні, і готова пластина може містити мікросхеми, потенційно вартістю мільйони доларів, залежно від розміру.

Кожну пластину потрібно пройти через сотні етапів процесу, і щоразу, коли її переміщують з одного етапу на інший, вібрація в лінійному модулі ризикує пошкодити пластину в процесі виробництва, зменшуючи її кінцеву цінність. Чим менше вібрації, тим менше ризик.

Точність кінцевої точки так само важлива для підвищення продуктивності. Якщо лоток з електронними деталями рухається через високошвидкісний автоматизований процес складання, максимальна продуктивність досягається, коли лінійний модуль доставляє лоток у інструмент для складання з мікронною точністю.

Важливо також відзначити, що цей стабільний рух і точність кінцевої точки повинні повторюватися через тисячі циклів руху щодня. Якщо для точного налаштування позиціонування деталей потрібно кілька мілісекунд, ці мілісекунди додають години додаткового часу виробництва, зменшуючи пропускну здатність і потенційно збільшуючи витрати та впливаючи на графіки доставки.

Щоб досягти цих цілей, обов’язково враховуйте ключову конструкцію, матеріали, конструкцію та функціональність високоефективних прецизійних лінійних модулів.

Конструкційні матеріали
Конструкція корпусу модуля та матеріали конструкції є критичними факторами, які можуть керувати довгостроковою точністю та повторюваністю.

У світі лінійних модулів для створення корпусів або «профілів» найчастіше використовують алюміній або сталь. Алюмінієві корпуси зазвичай використовуються в більш стандартних лінійних модулях, оскільки їх можна економічно вигідно екструдувати, щоб задовольнити ширший діапазон розмірів і довжин модулів.

Однак важливо враховувати прецизійні лінійні модулі, виготовлені зі сталевими механічно обробленими корпусами. Ці корпуси зазвичай демонструють набагато меншу модульну еластичність і відхилення від бажаної траєкторії руху, порівняно з модулями на основі алюмінію (які також дуже стабільні, але просто не до рівня, який можуть підтримувати сталеві корпуси).

Модульна еластичність змушує модуль приймати форму рами машини, на якій він встановлений. З екструдованим алюмінієвим корпусом, якщо є певне відхилення, як-от скручування або дужка в місці кріплення модуля, це може відображати це відхилення.

Оскільки прецизійні лінійні модулі мають оброблені сталеві корпуси, такого роду відхилення запобігають, забезпечуючи дуже високу рівність або прямолінійність руху. Це сприяє зниженню вібрації, точності кінцевих точок і повторюваності розташування. Крім того, зверніть увагу на модулі, які мають оброблену еталонну кромку з інтегрованими напрямними на корпусі. Деякі компанії навіть дозволяють користувачеві вказувати, на якій стороні має опорний край машини для швидшого монтажу та легкого вирівнювання.

Правильний розмір для правильного застосування
Якщо потрібна дуже точна робота, переконайтеся, що вибрали компоненти правильного розміру, щоб витримати навантаження. Осьове або крутильне навантаження, наприклад, може вимагати ширших або більш важких компонентів, ніж просте радіальне навантаження. Крім того, для багатьох передових застосувань у верстатах, виробництві напівпровідників і електроніки виробничі системи є відносно невеликими, вимагаючи компактних прецизійних модулів, які можна легко розмістити у вузькому машинному просторі. Багато постачальників пропонують різні розміри.

Крім того, важливо враховувати інші основні критерії проектування лінійного руху, такі як середовище, в якому працює система, кут, під яким встановлено вантаж, необхідна швидкість, відстань руху та необхідний робочий цикл. Це відоме в галузі як LOSTPED (навантаження, орієнтація, швидкість, подорож, точність, навколишнє середовище та робочий цикл).

Компоненти руху
Точний і стабільний рух також є продуктом компонентів руху, які керують лінійним модулем. Для точних лінійних модулів оптимальним рішенням є кулькові гвинти.

Кульково-гвинтові приводи надзвичайно ефективно перетворюють обертовий рух у лінійний. Як елементи механічного приводу, вони можуть бути встановлені в орієнтації XYZ і виконувати рухи з необхідною точністю та повторюваністю.

Кулькові гвинти з повним контактним ущільненням пропонують унікальне поєднання високої жорсткості, високої точності та респектабельної швидкості, що робить їх корисними в широкому спектрі точних додатків руху. Зокрема, їх здатність справлятися зі значними осьовими навантаженнями часто робить їх кращим вибором, ніж лінійні двигуни, особливо при різанні металу, дерева та каменю.

Не менш важливою є конструкція лінійних напрямних у прецизійних модулях. Точність лінійних напрямних залежить від багатьох факторів: правильності рейки, по якій рухається бігунок або підшипник, доріжок кочення всередині підшипника, по яких рухаються кульки або ролики, і рівності монтажної поверхні рейки.

Одним із найважливіших моментів для оцінки є плавність рециркуляції кульки всередині каретки під час її руху по рейці. Застосування з дуже високою межею спектра точності можуть зазнати негативного впливу навіть від незначного руху кульок у камері рециркуляції або від простого легкого повороту рейкової системи навколо своєї осі.

Будь-який прогин або зазор взагалі знижує точність, а будь-яка шорсткість у рециркуляції куль може спричинити неточність. Щоб вирішити цю проблему, провідні постачальники лінійних модулів встановлюють напрямні, які оптимізують рециркуляцію в ключових точках переходу, забезпечуючи надзвичайно плавний постійний рух, коли кульки циркулюють у доріжках кочення підшипників.

Прецизійні лінійні модулі, які мають як кулькові гвинти, так і оптимізовані лінійні напрямні в поєднанні зі сталевими корпусами, забезпечують багато ключових характеристик, необхідних для високоточних високошвидкісних автоматизованих систем.

Змащення та ущільнення
Незалежно від того, наскільки добре спроектовані та сконструйовані, лінійні модулі потребують належного змащування протягом усього життєвого циклу, щоб підтримувати точний і стабільний рух. Один із способів забезпечити ефективну інтеграцію змащування в загальну практику технічного обслуговування системи — вибрати прецизійні модулі, які полегшують і полегшують постійне змащування модулів.

Більшість прецизійних модулів доступні зі звичайним промисловим мастилом для початкового змащення. Інші модулі мають вибір для більш просунутих пропозицій мастила, наприклад, для задоволення вимог чистих приміщень або електронної промисловості.

Нещодавно ми оновили лінійку прецизійних модулів, включивши в неї більш просунутий стандарт LSS і мастила для чистих приміщень LSC. Також є можливість підключення до центральної системи змащення за допомогою рідкого мастила. Автоматичне повторне змащування підвищує надійність роботи, виключаючи людську помилку під час ручного змащування.

Лінійні модулі потребують змащування, оскільки вони мають рухомі частини, але рухомі частини можуть генерувати крихітні частинки в повітрі, якщо модуль не загерметизовано належним чином (самі мастила також можуть розсіюватися в повітрі). Важливо завчасно оцінити варіанти герметизації, надані постачальниками прецизійних лінійних модулів, особливо для чистих приміщень або систем автоматизації лабораторій з чутливими біологічними зразками.

Шукайте прецизійну кулькову гвинтову гайку та вузол лінійної каретки, ущільнений з обох сторін ущільнювачами кулькової гвинтової гвинти. Така конструкція значно знижує ризик витоку мастильних матеріалів назовні.

Конфігурація та технічна підтримка
Останнім елементом, який слід враховувати під час вибору прецизійних лінійних модулів, є рівень технічної підтримки, доступний постачальником, щоб допомогти машинобудівникам вибрати, указати, налаштувати та замовити потрібні модулі.

Вибір постачальника лінійних модулів із простими у використанні, покроковими онлайн-інструментами визначення розмірів і конфігурації може допомогти розробникам машин швидко налаштувати та замовити потрібні модулі, коли це необхідно. Деякі компанії також дають можливість вибору та визначення розмірів для комбінації механіки, двигуна та приводу за допомогою одного інструменту.

Коли потрібна пряма допомога, також має сенс співпрацювати з постачальниками лінійних модулів, які мають великий досвід у технологіях лінійного руху. Ці компанії надають технічну підтримку від експертів з розробки лінійних рухів по телефону, електронною поштою або онлайн-чатом у режимі реального часу. У багатьох випадках, коли машинобудівники не впевнені щодо конкретних вимог до розмірів і продуктивності своїх програм, ці експерти вже вирішували подібні проблеми в минулому.

Для сучасних найдосконаліших систем автоматизації досягнення високого рівня пропускної здатності не повинно вимагати жертвування якістю заради швидкості. Особливо для галузей промисловості та застосувань, які потребують надточного лінійного руху, транспортування без вібрації та надзвичайно жорсткої кінцевої точності, вибір правильного прецизійного лінійного модуля може зіграти вирішальну роль у продуктивності, ефективності та якості виробництва.