Kuorma, suunta, nopeus, liike, tarkkuus, ympäristö ja käyttösuhde.

Sovelluksen huolellinen analyysi, mukaan lukien suunta, momentti ja kiihtyvyys, paljastaa tuettavan kuorman. Joskus todellinen kuorma poikkeaa lasketusta kuormasta, joten insinöörien on otettava huomioon aiottu käyttö ja mahdollinen väärinkäyttö.

Kokoonpanokoneiden lineaariliikejärjestelmiä mitoitettaessa ja valittaessa insinöörit usein unohtavat kriittiset sovellusvaatimukset. Tämä voi johtaa kalliisiin uudelleensuunnitteluihin ja uudelleentyöstöön. Mikä pahinta, se voi johtaa ylimitoitettuun järjestelmään, joka on kalliimpi ja tehottomampi kuin halutaan.

Koska teknologiavaihtoehtoja on niin paljon, yksi-, kaksi- ja kolmiakselisten lineaariliikejärjestelmien suunnittelussa on helppo tulla ylikuormitetuksi. Kuinka paljon kuormaa järjestelmän on käsiteltävä? Kuinka nopeasti sen on liikuttava? Mikä on kustannustehokkain suunnittelu?

Kaikkia näitä kysymyksiä tarkasteltiin kehittäessämme lyhennettä ”LOSTPED” – yksinkertainen lyhenne, jonka tarkoituksena on auttaa insinöörejä keräämään tietoa lineaariliikkeen komponenttien tai moduulien määrittämiseksi missä tahansa sovelluksessa. LOSTPED tulee sanoista load (kuorma), orientation (suunta), speed (nopeus), travel (matka), precision (tarkkuus), environment (ympäristö) ja duty cycle (käyttöjakso). Jokainen kirjain edustaa yhtä tekijää, joka on otettava huomioon lineaariliikejärjestelmää mitoitettaessa ja valittaessa.

Jokainen tekijä on otettava huomioon erikseen ja ryhmänä optimaalisen järjestelmän suorituskyvyn varmistamiseksi. Esimerkiksi kuormitus asettaa laakereille erilaisia ​​vaatimuksia kiihdytyksen ja hidastuksen aikana kuin vakionopeuksilla. Lineaarisen liikkeen teknologian kehittyessä yksittäisistä komponenteista kokonaisiksi järjestelmiksi komponenttien – kuten lineaarilaakeriohjaimien ja kuularuuvikäytön – väliset vuorovaikutukset monimutkaistuvat ja oikean järjestelmän suunnittelusta tulee haastavampaa. LOSTPED voi auttaa suunnittelijoita välttämään virheitä muistuttamalla heitä ottamaan huomioon nämä toisiinsa liittyvät tekijät järjestelmän kehittämisen ja määrittelyn aikana.

【Ladata】

Kuorma viittaa järjestelmään kohdistettuun painoon tai voimaan. Kaikki lineaariliikejärjestelmät kohtaavat jonkinlaista kuormitusta, kuten alaspäin suuntautuvia voimia materiaalinkäsittelysovelluksissa tai työntövoimia poraus-, puristus- tai ruuvaussovelluksissa. Muissa sovelluksissa kuormitus on vakio. Esimerkiksi puolijohdekiekkojen käsittelysovelluksessa etupuolelta avautuvaa yhtenäistä koteloa kuljetetaan lokerosta toiseen pudotusta ja noutoa varten. Muissa sovelluksissa kuormitukset vaihtelevat. Esimerkiksi lääketieteellisessä annostelusovelluksessa reagenssi annostellaan useisiin pipetteihin peräkkäin, mikä johtaa kevyempään kuormitukseen jokaisessa vaiheessa.

Kuormaa laskettaessa kannattaa ottaa huomioon työkalun tyyppi, joka on varren päässä kuorman nostamiseksi tai kantamiseksi. Vaikka virheet eivät liitykään nimenomaisesti kuormaan, ne voivat olla kalliita. Esimerkiksi nouto- ja sijoitussovelluksessa erittäin herkkä työkappale voi vaurioitua, jos käytetään väärää tarttujaa. Vaikka on epätodennäköistä, että insinöörit unohtaisivat ottaa huomioon järjestelmän yleiset kuormitusvaatimukset, he saattavat todellakin jättää huomiotta tiettyjä näiden vaatimusten näkökohtia. LOSTPED on tapa varmistaa täydellisyys.

Keskeiset kysymykset:

* Mikä on kuorman lähde ja miten se on suunnattu?

* Onko käsittelyyn liittyviä erityishuomioita?

* Kuinka paljon painoa tai voimaa on hallittava?

* Onko voima alaspäin suuntautuva voima, nostovoima vai sivuttaisvoima?

【Suunta】

Voiman suunta eli suhteellinen sijainti on myös tärkeä, mutta se usein unohdetaan. Jotkut lineaarimoduulit tai toimilaitteet kestävät suurempaa alaspäin tai ylöspäin suuntautuvaa kuormitusta kuin sivuttaiskuormitusta lineaarijohteidensa ansiosta. Toiset moduulit, jotka käyttävät erilaisia ​​lineaarijohteita, kestävät samoja kuormia kaikkiin suuntiin. Esimerkiksi kaksoiskuulakiskoilla varustetulla lineaarijohteella varustettu moduuli kestää aksiaalikuormia paremmin kuin vakiojohteilla varustetut moduulit.

Keskeiset kysymykset:

* Miten lineaarimoduuli tai toimilaite on suunnattu? Onko se vaakasuorassa, pystysuorassa vai ylösalaisin?

* Missä kuorma on suunnattu lineaarimoduuliin nähden?

* Aiheuttaako kuorma lineaarimoduuliin vierintä- tai kallistusmomentin?

【Nopeus】

Myös nopeus ja kiihtyvyys vaikuttavat lineaarisen liikejärjestelmän valintaan. Käytetty kuorma luo järjestelmään aivan erilaisia ​​voimia kiihdytyksen ja hidastuksen aikana kuin vakionopeudella. Myös liikeprofiilin tyyppi - puolisuunnikkaan tai kolmion muotoinen - on otettava huomioon, koska halutun nopeuden tai sykliajan saavuttamiseksi tarvittava kiihtyvyys määräytyy tarvittavan liiketyypin mukaan. Puolisuunnikkaan muotoinen liikeprofiili tarkoittaa, että kuorma kiihtyy nopeasti, liikkuu suhteellisen vakionopeudella tietyn ajan ja sitten hidastuu. Kolmion muotoinen liikeprofiili tarkoittaa, että kuorma kiihtyy ja hidastuu nopeasti, kuten pisteestä pisteeseen -nosto- ja laskusovelluksissa.

Nopeus ja kiihtyvyys ovat kriittisiä tekijöitä sopivan lineaarikäyttöisen kuularuuvin, hihnan tai lineaarimoottorin valinnassa.

Keskeiset kysymykset:

* Mikä nopeus tai sykliaika on saavutettava?

* Onko nopeus vakio vai muuttuva?

* Miten kuorma vaikuttaa kiihtyvyyteen ja hidastuvuuteen?

* Onko liikeprofiili puolisuunnikkaan vai kolmion muotoinen?

* Mikä lineaarikäyttö vastaa parhaiten nopeus- ja kiihtyvyystarpeisiin?

【Matkustaa】

Liikematkalla tarkoitetaan liikematkaa tai -aluetta. Liikematkan lisäksi on otettava huomioon myös ylitys. Jonkin verran "turvaliikettä" eli lisätilaa iskun lopussa pidetään yllä varmistaakseen järjestelmän turvallisuuden hätäpysäytyksen sattuessa.

Keskeiset kysymykset:

* Mikä on liikematka tai -alue?

* Kuinka paljon yliliikettä hätäjarrutuksessa saatetaan tarvita?

【Tarkkuus】

Tarkkuus on laaja termi, jota käytetään usein määrittelemään joko liiketarkkuutta (miten järjestelmä käyttäytyy liikkuessaan pisteestä A pisteeseen B) tai paikannustarkkuutta (kuinka lähelle järjestelmä saavuttaa kohdeasennon). Se voi viitata myös toistettavuuteen eli siihen, kuinka hyvin järjestelmä siirtyy takaisin samaan asentoon jokaisen iskun lopussa.

Näiden kolmen termin – liiketarkkuuden, paikannustarkkuuden ja toistettavuuden – välisen eron ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää sen varmistamiseksi, että järjestelmä täyttää suorituskykyvaatimukset eikä sitä suunnitella liikaa saavuttaakseen tarpeetonta tarkkuusastetta. Tärkein syy tarkkuusvaatimusten miettimiseen on käyttömekanismin valinta. Lineaariliikejärjestelmiä voidaan käyttää hihnalla, kuularuuvilla tai lineaarimoottorilla. Jokainen tyyppi tarjoaa kompromisseja tarkkuuden, nopeuden ja kuormituskapasiteetin välillä. Paras valinta määräytyy sovelluksen mukaan.

Keskeiset kysymykset:

* Kuinka tärkeitä sovelluksen liiketarkkuus, paikannustarkkuus ja toistettavuus ovat?

* Onko tarkkuus tärkeämpää kuin nopeus tai muut LOSTPED-tekijät?

【Ympäristö】

Ympäristöllä tarkoitetaan olosuhteita, joissa järjestelmä toimii. Äärimmäiset lämpötilat voivat vaikuttaa muoviosien ja järjestelmän voitelun suorituskykyyn. Lika, nesteet ja muut epäpuhtaudet voivat vahingoittaa laakerien vierintäratoja ja kuormaa kantavia elementtejä. Käyttöympäristö voi vaikuttaa suuresti lineaariliikkeen järjestelmän käyttöikään. Vaihtoehdot, kuten tiivistenauhat ja erikoispinnoitteet, voivat estää näiden ympäristötekijöiden aiheuttamia vaurioita.

Toisaalta insinöörien on mietittävä, miten lineaarinen liikejärjestelmä vaikuttaa ympäristöön. Kumi ja muovi voivat irrottaa hiukkasia. Voiteluaineet voivat aerosolisoitua. Liikkuvat osat voivat tuottaa staattista sähköä. Voiko tuotteesi sietää tällaisia ​​epäpuhtauksia? Lisävarusteet, kuten erikoisvoitelu ja positiivinen ilmanpaine, voivat tehdä moduulista tai toimilaitteesta sopivan käytettäväksi puhdastilassa.

Keskeiset kysymykset:

* Mitä vaaroja tai epäpuhtauksia on läsnä - äärimmäisiä lämpötiloja, likaa, pölyä tai nesteitä?

* Onko lineaariliikejärjestelmä itsessään mahdollinen ympäristön epäpuhtauksien lähde?

【Käyttösuhde】

Käyttöjakso on aika, joka kuluu yhden toimintajakson suorittamiseen. Kaikissa lineaaritoimilaitteissa sisäiset komponentit määräävät yleensä koko järjestelmän käyttöiän. Esimerkiksi moduulin sisäisen laakerin käyttöikään vaikuttaa suoraan käytetty kuormitus, mutta siihen vaikuttaa myös laakerin kokema käyttöjakso. Lineaariliikejärjestelmä voi pystyä täyttämään kuusi edellistä tekijää, mutta jos se toimii jatkuvasti 24 tuntia vuorokaudessa, 7 päivää viikossa, sen käyttöikä päättyy paljon nopeammin kuin jos se toimii vain 8 tuntia vuorokaudessa, 5 päivää viikossa. Lisäksi käyttöajan ja lepoajan suhde vaikuttaa lämmön kertymiseen lineaariliikejärjestelmän sisällä ja vaikuttaa suoraan järjestelmän käyttöikään ja omistuskustannuksiin. Näiden asioiden selvittäminen etukäteen voi säästää aikaa ja vaivaa myöhemmin.

Keskeiset kysymykset:

* Kuinka usein järjestelmää käytetään, mukaan lukien mahdollinen viipymäaika vetojen tai liikkeiden välillä?

* Kuinka kauan järjestelmän on kestettävä?