Tarkkuus ja toistettavuus, kapasiteetti, matkan pituus, käyttö, ympäristö, ajoitus, suunta, nopeudet.

Tässä on vinkkejä lineaarimoottorikäyttöisen toimilaitteen oikeaan määrittelyyn ja mitoitukseen käyttämällä lyhennettä ACTUATOR – lyhenne sanoista accuracy (tarkkuus), capacity (kapasiteetti), travel length (matkan pituus), usage (käyttö), ambient environment (ympäristö), timing (timing), orientation (orientaatio) ja rates (nopeudet) – kaikkien keskeisten parametrien muistamiseksi.

Oikean toimilaitteen valitseminen tiettyyn sovellukseen saattaa tuntua helpolta tehtävältä. Luotettavan toimilaitteen valintaan liittyy kuitenkin enemmän asioita kuin jotkut insinöörit ja järjestelmäintegraattorit ymmärtävät. Huonosti toimivat toimilaitteet johtuvat usein perustavanlaatuisista spesifikaatiovirheistä.

Luotettavan ja toistettavan lineaariliikkeen saavuttamiseksi tavoitteena on täyttää neljän osajärjestelmän avulla toteutetun korkealaatuisen toimilaitekokoonpanon erityisvaatimukset:

1. Rakenteellinen järjestelmä, joka pystyy kiinnittämään kaikki toimilaitteen komponentit tarkasti fyysiseen tilaan ja tarjoaa keinon pitää toimilaite työpaikallaan

2. Pyörivästä lineaariliikkeeseen muunnin, joka koostuu yksittäisten komponenttien voimansiirrosta

3. Lineaarinen kulutuselementti, joka ohjaa vaunua tarkasti suorassa linjassa minimoimalla kitkan ja maksimoimalla kuormituskapasiteetin ja käyttöiän

4. Liikkuva vaunu, joka pitää työkappaleen, tarttujan, kameran, optiikan tai muun hyötykuorman tukevasti paikallaan

Ensimmäinen suunnittelutavoite:

Tarkkuus ja toistettavuus

Ellei suunnitteluinsinööri käytä aikaa määritelläkseen, mitä karamoottorin on toimittava liikkeen aikaansaamiseksi, hän todennäköisesti yliarvioi järjestelmän vaatimukset tai maksaa siitä liikaa. Tämä pätee erityisesti, jos tarkkuuden ja toistettavuuden eroista on väärinkäsityksiä. Useimmissa karamoottorisovelluksissa toistettavuus on tärkeämpää kuin absoluuttinen tarkkuus.

Toistettavuus voi olla joko yksi- tai kaksisuuntainen, joten se mittaa järjestelmän kykyä saavuttaa komentoasema, kun sitä lähestytään samasta suunnasta tai kummastakin suunnasta. Kaksi tärkeintä tarkkuuteen vaikuttavaa ominaisuutta ovat liike ja paikannus. Tarkkuus määritetään yleensä mikroneina tai tuuman tuhannesosina.

Kuvitellaan esimerkiksi robotti, jonka tarttuja on lineaarisen toimilaitteen päällä. Toimilaite siirtää robottia useisiin eri asentoihin, jotta tarttuja voi tarttua laatikoihin ja asettaa ne lavoille. Tämän liikkeen on oltava toistettavissa ja melko tarkka robotin siirtämiseksi asentoon, vaikka äärimmäisen tarkka paikannus ei olekaan välttämätöntä. Nykyään voidaan pitää paikannuksen toistettavuutta ± 50 µm:iin asti useimmissa toimilaitteita sisältävissä pakkauslinjan loppuvaiheen toiminnoissa. Sovelluksissa, jotka vaativat tarkempaa paikannusta, harkitse lineaarianturin lisäämistä.

Toinen suunnittelutavoite:

Kapasiteetti

Mieti kuormia, momentteja ja voimia, jotka toimilaitteen on kestettävä. Näitä ovat:

• staattinen kuormitus

• dynaaminen kuormitus

• taivutusmomentti

• työntövoima

Kokoonpanosta riippumatta toimilaitteen sisäisellä rakenteella on suora vaikutus kuormituskykyyn. Jotkut valmistajat suunnittelevat ja rakentavat toimilaitteita käsittelemään raskaita kuormia suurilla nopeuksilla, kun taas toiset on rakennettu tukemaan kevyitä kuormia suurilla nopeuksilla. Sovelluksen yksityiskohtien tunteminen on ratkaisevan tärkeää oikean rakenteen valinnassa. Vinkki: Toimilaitteita vertaillessasi kiinnitä huomiota yllä mainittuihin spesifikaatioyksiköihin (SI, US tai imperial) voidaksesi vertailla niitä keskenään.

Teollisuuskäyttöön tarkoitetut karamoottorit ovat jäykkiä ja kestävät maksimaalisen kuormituksen viidellä kuudesta vapausasteesta – ja mahdollistavat pienikitkaisen liikkeen kuudennella akselilla.

3. suunnittelutavoite:

Matkan pituus

Toimilaitteen iskunpituus, mitattuna millimetreinä tai tuumina, on matka, joka sen on liikutettava toimilaitetta. Kokonaisliikkeen on kuitenkin sisällettävä turvaliike, joka tunnetaan myös nimellä pysäytysten välinen matka. Erota huolellisesti iskunpituus ja kokonaispituus. Vinkki: Määritä tässä vaiheessa myös tilavuusvaippa tai kokonaisjalanjälki, johon järjestelmän on sovittava.

Neljäs suunnittelutavoite:

Käyttö

Käyttökerroin (tunnetaan myös nimellä käyttöjakso) ilmaistaan ​​yleensä jaksoina minuutissa. Käyttöikä on tuntien, vuosien, jaksojen tai lineaarisen matkan määrä, jonka toimilaitteen tulisi kulkea. Toisin sanoen tämä spesifikaatio kuvaa, kuinka usein toimilaite toimii ja kuinka kauan sen on kestettävä. Ota huomioon sovelluksen yksityiskohdat (mukaan lukien liikeprofiili, jaksoaika ja viipymäaika) käyttöiän vaatimusten lisäksi. Kysy toimittajalta myös huolto-ohjelmista; jotkut toimilaitteet vaativat uudelleenvoitelun vain 20 000 km:n jälkeen, kun taas toiset tarvitsevat useammin huoltoa.

5. suunnittelutavoite:

Ympäristö

Toimilaitetta ympäröivät työolosuhteet muodostavat yhdessä ympäristön:

• käyttölämpötila vaihteli

• suhteellisen kosteuden alue

• epäpuhtaushiukkasten tyyppi ja määrä

• syövyttävien nesteiden tai kemikaalien läsnäolo

• säännölliset puhdistus- tai pesuvaatimukset

Pidä nämä tekijät mielessä ja huomioi, että vaativissa tai äärimmäisissä ympäristöissä saatetaan tarvita erityisiä tiivisteitä ja palkeita toimilaitteen liikkuvien osien suojaamiseksi kosteudelta, pölyltä ja muilta epäpuhtauksilta. Jos tämä on huolenaihe, kysy toimittajalta, onko näitä saatavilla.

Kuudes suunnittelutavoite:

Ajoitus

Suunnitteluinsinöörit, järjestelmäintegraattorit, laitevalmistajat ja loppukäyttäjät jättävät usein huomiotta projektin aikataulut karamoottoria määritellessään, varsinkin alussa. Vaikka muut suorituskykyvaatimukset ansaitsevat tarkkaa huomiota, pidä mielessä aika- ja budjettirajoitukset. Älä unohda projektin yleisiä määräaikoja, tarjouspyyntöjä, prototyyppejä ja tuotantoaikatauluja, sillä näiden huomiotta jättäminen voi tuhlata aikaa ja vaivaa myöhemmin. Ei ole mitään pahempaa kuin löytää täydellinen karamoottori ja huomata sitten, ettei se sovi projektin aika- ja budjettirajoituksiin.

7. suunnittelutavoite:

Suuntautuminen

Oikean toimilaitteen valinta riippuu myös siitä, miten se asennetaan käytettävissä olevaan geometriseen tilaan. Tämä määrittää kuorman ja voiman suunnan. Onko vaunu vaakasuorassa asennossa ylöspäin vai alaspäin? Myös pystysuorat asennot ja vinot sijoitukset ovat mahdollisia järjestelmän koosta ja sovelluksen geometriasta riippuen. Jokainen suunta vaikuttaa voimalaskelmiin, jotka lopulta ilmaisevat toimilaitteen kyvyn kantaa tiettyä kuormaa. Huomaa, että moniakseliset järjestelmät tarvitsevat erityisiä kiinnikkeitä ja ristilevyjä toimilaitteiden jäykäksi liittämiseksi ja virhekohdistuksen ja tärinän vähentämiseksi.

Kahdeksas suunnittelutavoite:

Hinnat

Valitse paras toimilaite sovellukseen määrittämällä sen tavoiteliikeprofiili. Tämä sisältää liikenopeuden sekä vaadittavat kiihtyvyys- ja hidastuvuusnopeudet. Jotkut teollisuuskäyttöön tarkoitetut toimilaitteet kestävät suuria kuormia jopa 5 m/s:n liikenopeuksilla, kun taas toisilla on rajalliset nopeus- ja kuormituskapasiteetit. Tässä tapauksessa toimilaite on valittava oikein käsillä olevan tehtävän mukaan.