बहु-अक्ष चरण और तालिकाएँ

वे दिन गए जब मशीन डिज़ाइनरों और निर्माताओं को या तो अपनी रैखिक प्रणाली को शुरू से बनाना पड़ता था या फिर पहले से तैयार की गई सीमित प्रणालियों से ही काम चलाना पड़ता था, जो ज़्यादातर मामलों में उनके अनुप्रयोग के लिए पूरी तरह उपयुक्त नहीं होती थीं। आज निर्माता विभिन्न प्रकार के ड्राइव मैकेनिज़्म—बॉल स्क्रू, बेल्ट, रैक और पिनियन, रैखिक मोटर और न्यूमेटिक—पर आधारित प्रणालियाँ पेश करते हैं, जिनमें गाइड और हाउसिंग विकल्प होते हैं जो लगभग किसी भी अनुप्रयोग, वातावरण या स्थान की कमी के अनुकूल होते हैं। अब इंजीनियरों के लिए दुविधा अपने अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त प्रणाली ढूँढ़ने की नहीं, बल्कि उपलब्ध विन्यासों की विस्तृत श्रृंखला में से सर्वोत्तम समाधान चुनने की है।

इस चयन प्रक्रिया में सहायता के लिए कई सहायक उपकरण बनाए गए हैं। ये आमतौर पर एक तालिका के रूप में होते हैं जो प्रमुख अनुप्रयोग मापदंडों बनाम सिस्टम प्रकार को दर्शाते हैं, साथ ही प्रत्येक पैरामीटर के लिए प्रत्येक सिस्टम की उपयुक्तता को दर्शाने वाले प्रतीक भी होते हैं। हालाँकि यह लेआउट एक त्वरित, दृश्य संदर्भ प्रदान करता है, लेकिन यह प्रत्येक सिस्टम की क्षमताओं और कमज़ोरियों के कुछ सूक्ष्म बिंदुओं को नज़रअंदाज़ कर देता है। थोड़ा और गहराई से समझने के प्रयास में, निम्नलिखित रूपरेखा सबसे सामान्य प्रकार के पूर्व-संयोजन रैखिक सिस्टम की विशिष्ट शक्तियों और सीमाओं पर प्रकाश डालती है।

【बेल्ट चालित प्रणालियाँ】

बेल्ट ड्राइव सिस्टम शायद लंबी दूरी तय करने की अपनी क्षमता के लिए सबसे ज़्यादा जाने जाते हैं। ये तेज़ गति भी प्राप्त कर सकते हैं, क्योंकि बेल्ट ड्राइव तंत्र में रीसर्क्युलेटिंग तत्वों का उपयोग नहीं होता। कैम रोलर्स या पहियों जैसे गैर-रीसर्क्युलेटिंग गाइड के साथ जोड़े जाने पर, बेल्ट आमतौर पर 10 मीटर/सेकंड तक की गति प्राप्त कर सकते हैं। बेल्ट चालित सिस्टम कठोर वातावरण के लिए भी उपयुक्त होते हैं, क्योंकि इनमें मलबे से क्षतिग्रस्त होने वाले कोई रोलिंग तत्व नहीं होते, और पॉलीयूरेथेन बेल्ट सामग्री अधिकांश सामान्य प्रकार के रासायनिक संदूषण का सामना कर सकती है।

बेल्ट चालित प्रणालियों का मुख्य दोष यह है कि बेल्ट खिंच जाती हैं। यहाँ तक कि अधिकांश सिस्टम निर्माताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले स्टील-प्रबलित बेल्ट भी अंततः कुछ खिंच जाते हैं, जिससे पुनरावृत्ति और यात्रा सटीकता कम हो जाती है। बेल्ट की लोच के कारण, बेल्ट चालित प्रणालियों में अन्य प्रकार के ड्राइव की तुलना में अधिक अनुनाद भी होता है। हालाँकि उचित ड्राइव ट्यूनिंग इसकी भरपाई कर सकती है, लेकिन उच्च त्वरण और मंदन दर और/या भारी भार वाले अनुप्रयोगों में अवांछनीय सेटलमेंट समय का अनुभव हो सकता है।

【बॉल स्क्रू संचालित प्रणालियाँ】

उच्च थ्रस्ट लोड और उच्च पोजिशनिंग सटीकता के लिए, बॉल स्क्रू चालित प्रणालियाँ आमतौर पर पहली पसंद होती हैं। और इसके अच्छे कारण भी हैं। प्रीलोडेड नट के साथ, बॉल स्क्रू बैकलैश-मुक्त गति प्रदान करते हैं और बहुत उच्च पोजिशनिंग सटीकता और दोहराव प्राप्त कर सकते हैं। 2 मिमी से 40+ मिमी तक के लीड, बॉल स्क्रू प्रणालियों को गति संबंधी आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला को पूरा करने में भी सक्षम बनाते हैं और ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में बैकड्राइविंग को रोक सकते हैं।

यात्रा की लंबाई बॉल स्क्रू चालित प्रणालियों की मूलभूत सीमा है। जैसे-जैसे स्क्रू की लंबाई बढ़ती है, अनुमेय गति कम होती जाती है, क्योंकि स्क्रू अपने भार के कारण झुक जाता है और झटके महसूस करता है। बॉल स्क्रू सपोर्ट इस प्रभाव को कम करने में मदद कर सकते हैं, लेकिन इसके लिए जगह और समग्र प्रणाली लागत दोनों की कीमत चुकानी पड़ती है।

【रैक और पिनियन संचालित प्रणालियाँ】

रैक और पिनियन प्रणालियाँ उच्च थ्रस्ट बल उत्पन्न करती हैं और लगभग असीमित यात्रा लंबाई के साथ ऐसा कर सकती हैं। इनका डिज़ाइन एक ही सिस्टम पर कई कैरिज का उपयोग करने की भी अनुमति देता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है जहाँ कैरिज को स्वतंत्र रूप से गति करने की आवश्यकता होती है, जैसे पैकेजिंग और ऑटोमोटिव उद्योगों में बड़े गैन्ट्री सिस्टम।

यद्यपि उच्च-गुणवत्ता वाले, कम-बैकलैश रैक और पिनियन सिस्टम उपलब्ध हैं, सामान्यतः, अन्य ड्राइव विकल्पों की तुलना में उनकी पोजिशनिंग सटीकता कम होती है। और टूथ प्रोफाइल और मशीनिंग की गुणवत्ता के आधार पर, रैक और पिनियन चालित सिस्टम अन्य रैखिक सिस्टम की तुलना में उच्च स्तर का शोर उत्पन्न कर सकते हैं।

【रैखिक मोटर चालित प्रणालियाँ】

पारंपरिक रूप से अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक महंगी मानी जाने वाली रैखिक मोटरों का उपयोग अब पैकेजिंग और असेंबली जैसे उद्योगों में पोजिशनिंग और हैंडलिंग कार्यों के लिए किया जा रहा है। कम लागत ने इस प्रवृत्ति में योगदान दिया है, लेकिन इंजीनियरों के लिए, रैखिक मोटरों की आकर्षक विशेषताएँ उनकी उच्च गति क्षमता, उच्च पोजिशनिंग सटीकता और कम रखरखाव आवश्यकताएँ हैं। रैखिक मोटरें, रैक और पिनियन प्रणालियों की तरह, एक ही सिस्टम पर कई स्वतंत्र कैरिज को एकीकृत करने की क्षमता भी प्रदान करती हैं।

चूँकि इनमें कोई यांत्रिक घटक नहीं होते जो बिजली की कमी की स्थिति में भार को गिरने से रोक सकें, रैखिक मोटरों को आमतौर पर ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में उपयोग करने की सलाह नहीं दी जाती है। इनका खुला डिज़ाइन, शक्तिशाली चुम्बकों की उपस्थिति के साथ, इन्हें संदूषण और मलबे, विशेष रूप से धातु के टुकड़ों और छीलन के प्रति संवेदनशील बनाता है।

【वायवीय चालित प्रणालियाँ】

जब पसंदीदा विद्युत संचरण स्रोत वायु हो, तो वायवीय रैखिक प्रणालियाँ उपयुक्त होती हैं। सरल, बिंदु-से-बिंदु गति के लिए, वायवीय चालित प्रणालियाँ सबसे किफायती और एकीकृत करने में आसान विकल्प हो सकती हैं। अधिकांश वायवीय रैखिक प्रणालियाँ एक एल्युमीनियम आवरण में संलग्न होती हैं, जिसमें एंड डैम्पर्स और सुरक्षात्मक आवरणों को शामिल किया जा सकता है।

यहां चर्चा किए गए प्रकारों में वायवीय प्रणालियों में सबसे कम परिशुद्धता और कठोरता होती है, लेकिन उनकी मुख्य सीमा मध्यवर्ती स्थितियों पर रुकने में असमर्थता है।

आपके अनुप्रयोग चाहे जो भी हों, पूर्व-संयोजन रैखिक प्रणालियों के विकल्पों पर विचार करते समय, चार प्राथमिक अनुप्रयोग मापदंडों—स्ट्रोक, भार, गति और परिशुद्धता—से शुरुआत करें। एक बार इन मानदंडों का परिमाण और महत्व निर्धारित हो जाने के बाद, शोर, कठोरता और पर्यावरणीय कारक जैसे अन्य मापदंड, क्षेत्र को सीमित करने और अंतिम आकार निर्धारण तथा चयन को कम समय लेने वाला बनाने में मदद कर सकते हैं।