Eine sorgfältige Analyse der Anwendung, einschließlich Ausrichtung, Moment und Beschleunigung, zeigt die zu tragende Last. Manchmal weicht die tatsächliche Last von der berechneten ab. Daher müssen Ingenieure den Verwendungszweck und mögliche Fehlanwendungen berücksichtigen.

Bei der Dimensionierung und Auswahl von Linearbewegungssystemen für Montagemaschinen übersehen Ingenieure häufig wichtige Anwendungsanforderungen. Dies kann zu kostspieligen Neukonstruktionen und Nacharbeiten führen. Schlimmer noch: Es kann zu einem überdimensionierten System führen, das teurer und weniger effektiv ist als gewünscht.

Bei der Vielzahl an Technologieoptionen kann man bei der Entwicklung von ein-, zwei- und dreiachsigen Linearbewegungssystemen schnell überfordert sein. Wie viel Last muss das System bewältigen? Wie schnell muss es sich bewegen? Welches Design ist am kostengünstigsten?

All diese Fragen wurden bei der Entwicklung von „LOSTPED“ berücksichtigt – einem einfachen Akronym, das Ingenieuren hilft, Informationen zur Spezifikation von Linearbewegungskomponenten oder -modulen für jede Anwendung zu sammeln. LOSTPED steht für Last, Ausrichtung, Geschwindigkeit, Verfahrweg, Präzision, Umgebung und Arbeitszyklus. Jeder Buchstabe steht für einen Faktor, der bei der Dimensionierung und Auswahl eines Linearbewegungssystems berücksichtigt werden muss.

Um eine optimale Systemleistung zu gewährleisten, muss jeder Faktor einzeln und in seiner Gesamtheit berücksichtigt werden. Beispielsweise stellt die Last beim Beschleunigen und Abbremsen andere Anforderungen an die Lager als bei konstanter Geschwindigkeit. Mit der Weiterentwicklung der Lineartechnik von Einzelkomponenten zu kompletten Systemen werden die Wechselwirkungen zwischen Komponenten – wie Linearführungen und Kugelumlaufspindeln – komplexer und die Entwicklung des richtigen Systems anspruchsvoller. LOSTPED kann Konstrukteuren helfen, Fehler zu vermeiden, indem es sie daran erinnert, diese miteinander verbundenen Faktoren bei der Systementwicklung und -spezifikation zu berücksichtigen.

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Unter Last versteht man das Gewicht oder die Kraft, die auf das System ausgeübt wird. Alle linearen Bewegungssysteme sind einer bestimmten Art von Last ausgesetzt, beispielsweise Abwärtskräften bei der Materialhandhabung oder Schubkräften beim Bohren, Pressen oder Schrauben. Andere Anwendungen unterliegen einer konstanten Last. Beispielsweise wird bei der Handhabung von Halbleiterwafern ein nach vorne öffnender, einheitlicher Behälter zum Absetzen und Aufnehmen von Station zu Station transportiert. Andere Anwendungen weisen unterschiedliche Lasten auf. Beispielsweise wird bei einer medizinischen Dosieranwendung ein Reagenz nacheinander in eine Reihe von Pipetten gegeben, wodurch die Last bei jedem Schritt geringer wird.

Bei der Berechnung der Last ist es sinnvoll, die Art des Werkzeugs zu berücksichtigen, das sich am Ende des Arms befindet, um die Last aufzunehmen oder zu tragen. Obwohl Fehler hier nicht direkt mit der Last zusammenhängen, können sie kostspielig sein. Beispielsweise kann bei einer Pick-and-Place-Anwendung ein hochempfindliches Werkstück beschädigt werden, wenn der falsche Greifer verwendet wird. Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass Ingenieure die allgemeinen Lastanforderungen für ein System vergessen, können sie dennoch bestimmte Aspekte dieser Anforderungen übersehen. LOSTPED bietet eine Möglichkeit, Vollständigkeit zu gewährleisten. Durch die Konzentration auf diese Schlüsselparameter können Ingenieure ein optimales und kostengünstiges Linearbewegungssystem entwerfen.

Wichtige Fragen:
1. Woher kommt die Last und wie ist sie ausgerichtet?
2. Gibt es besondere Handhabungshinweise?
3. Wie viel Gewicht bzw. Kraft muss bewältigt werden?
4. Handelt es sich bei der Kraft um eine Abwärtskraft, eine Abhebekraft oder eine Seitenkraft?

Orientierung

Die Ausrichtung, also die relative Position oder Richtung der Krafteinwirkung, ist ebenfalls wichtig, wird aber oft übersehen. Manche Linearmodule oder -aktuatoren können aufgrund ihrer Linearführungen höhere Belastungen nach unten oder oben als seitlich bewältigen. Andere Module mit anderen Linearführungen können die gleichen Belastungen in alle Richtungen bewältigen. Beispielsweise kann ein Modul mit doppelten Kugelschienenführungen axiale Belastungen besser bewältigen als Module mit Standardführungen.