यह लेख लीनियर सिस्टम के डिज़ाइन की बुनियादी बातों को समझाएगा, जिसमें संरचनात्मक सपोर्ट सिस्टम, गाइडेंस टेक्नोलॉजी, ड्राइव टेक्नोलॉजी, सीलिंग, लुब्रिकेशन और एक्सेसरीज़ शामिल हैं। सबसे पहले, यह लीड स्क्रू ड्राइव, बॉल स्क्रू ड्राइव, बेल्ट ड्राइव, बॉल गाइड, स्लाइड गाइड और व्हील गाइड जैसी विभिन्न तकनीकों के फायदे और नुकसान पर चर्चा करेगा। इसके बाद, लेख में अपने स्वयं के लीनियर सिस्टम को डिज़ाइन और बनाने और मानक घटकों से सिस्टम को कॉन्फ़िगर करने के फायदे और नुकसान पर विचार किया जाएगा। अंत में, लेख किफायती मानक घटकों के आधार पर लीनियर सिस्टम के आकार और चयन के लिए चरण-दर-चरण वेब-आधारित प्रक्रिया का वर्णन करेगा।

एक रेखीय प्रणाली के मूलभूत घटक संरचनात्मक समर्थन प्रणाली, ड्राइव प्रणाली, गाइड प्रणाली, सीलिंग, स्नेहन और सहायक उपकरण हैं। संरचनात्मक समर्थन प्रणाली का मुख्य घटक आमतौर पर एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न होता है, जो 12 मीटर तक की लंबाई में उपलब्ध होता है। सटीक स्थिति निर्धारण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आधार की माउंटिंग सतह को मशीनीकृत किया जा सकता है। कम सटीकता वाले परिवहन अनुप्रयोगों के लिए आधार एक्सट्रूज़न को आमतौर पर मशीनीकृत नहीं किया जाता है। परिवहन अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले आधारों को भार के तहत झुकने और एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान विरूपण के प्रतिरोध के लिए अनुकूलित किया जाता है, जिससे प्रणाली को केवल सिरों पर ही सहारा दिया जा सकता है।

गाइड के मुख्य प्रकार बॉल गाइड, व्हील गाइड और स्लाइड या प्रिज्म गाइड हैं। बॉल गाइड 38,000 न्यूटन (N) तक के उच्च भार और 27.60 न्यूटन मीटर (Nm) तक के उच्च मोमेंट भार को सहन कर सकते हैं। बॉल गाइड के अन्य लाभों में कम घर्षण और उच्च कठोरता शामिल हैं। बॉल गाइड सिंगल या डुअल रेल कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध हैं। बॉल गाइड की कमियों में अपेक्षाकृत अधिक लागत और उच्च शोर स्तर शामिल हैं। व्हील गाइड का एक प्रमुख लाभ यह है कि वे 10 मीटर प्रति सेकंड (m/s) तक की असाधारण रूप से उच्च गति पर कार्य कर सकते हैं। व्हील गाइड कम घर्षण और बहुत उच्च कठोरता भी प्रदान करते हैं। दूसरी ओर, व्हील गाइड में शॉक लोडिंग के प्रति अपेक्षाकृत कम प्रतिरोध होता है। स्लाइड गाइड प्रोफाइल सतह पर सीधे चलने वाले प्रिज्म के आकार के पॉलीमर बुशिंग का उपयोग करते हैं, जिससे बहुत शांत संचालन होता है और उच्च शॉक लोड को सहन किया जा सकता है। स्लाइड गाइड का एक प्रमुख लाभ यह है कि वे दूषित वातावरण में कार्य कर सकते हैं। स्लाइड गाइड की गति और भार क्षमता बॉल या व्हील गाइड की तुलना में कम होती है।

सबसे लोकप्रिय ड्राइव तकनीकें बॉल स्क्रू ड्राइव, लीड स्क्रू ड्राइव और बेल्ट ड्राइव हैं। बॉल स्क्रू ड्राइव में बॉल स्क्रू और बॉल नट के साथ रीसर्कुलेटिंग बॉल बेयरिंग होते हैं। ग्राउंड और प्रीलोडेड बॉल स्क्रू असाधारण रूप से उच्च स्थिति निर्धारण सटीकता प्रदान करते हैं। बॉल स्क्रू पर भार बड़ी संख्या में बॉल बेयरिंग पर वितरित होता है, जिससे प्रत्येक बॉल पर अपेक्षाकृत कम भार पड़ता है। इसके परिणामस्वरूप 0.005 मिमी तक की उच्च निरपेक्ष सटीकता, 40 केएन तक की उच्च थ्रस्ट क्षमता और उच्च कठोरता प्राप्त होती है। निरपेक्ष सटीकता को अपेक्षित और वास्तविक स्थिति के बीच अधिकतम त्रुटि के रूप में परिभाषित किया जाता है। बॉल स्क्रू ड्राइव आमतौर पर 90% की यांत्रिक दक्षता प्रदान करते हैं, इसलिए इनकी अधिक लागत अक्सर कम बिजली खपत से संतुलित हो जाती है। बॉल स्क्रू की क्रिटिकल गति स्क्रू के रूट व्यास, बिना सपोर्ट की लंबाई और एंड सपोर्ट कॉन्फ़िगरेशन द्वारा निर्धारित होती है। बॉल स्क्रू सपोर्ट 12 मीटर तक के स्ट्रोक और 3,000 आरपीएम इनपुट गति वाले स्क्रू-चालित यूनिटों के उपयोग को सक्षम बनाते हैं। लीड स्क्रू ड्राइव बॉल स्क्रू ड्राइव की निरपेक्ष स्थिति निर्धारण सटीकता से मेल नहीं खा सकते हैं, लेकिन वे 0.005 मिमी की उत्कृष्ट पुनरावृत्ति प्रदान करते हैं। पुनरावर्तनीयता को किसी पोजिशनिंग सिस्टम की उस क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसके द्वारा वह संचालन के दौरान एक ही दिशा से समान गति और मंदन दर से आने पर अपने स्थान पर वापस लौट सकता है। लीड स्क्रू ड्राइव का उपयोग कम से मध्यम कार्य चक्र वाले पोजिशनिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है और ये कम शोर स्तर पर संचालित होते हैं। बेल्ट ड्राइव का उपयोग उच्च गति, उच्च थ्रूपुट परिवहन अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिसमें वेग 10 मीटर/सेकंड तक और त्वरण 40 मीटर/सेकंड² तक होता है। गाइड सिस्टम और ड्राइव सिस्टम दोनों को आमतौर पर स्नेहन की आवश्यकता होती है। स्नेहन फिटिंग तक आसान पहुंच निवारक रखरखाव को सरल बनाती है। एक प्रभावी तरीका कैरिज पर ज़र्क फिटिंग का उपयोग करना है जो एक नेटवर्क को फीड करता है जिसके माध्यम से बॉल स्क्रू और लीनियर बेयरिंग सिस्टम दोनों को स्थापना के दौरान और आवधिक रखरखाव अंतराल पर स्नेहित किया जाता है। प्रिज्म गाइड सिस्टम रखरखाव-मुक्त है। पॉलिमर के अंतर्निहित स्नेहन के अलावा, इसमें स्नेहित फेल्ट वाइपर होते हैं जो प्रत्येक स्ट्रोक पर स्नेहक की भरपाई करते हैं। कई अनुप्रयोगों में सीलिंग तकनीक महत्वपूर्ण है। एक चुंबकीय पट्टी सील में एक स्टेनलेस स्टील चुंबकीय बैंड होता है जो तनाव बनाए रखने के लिए स्प्रिंग लोडेड होता है। इसके दोनों सिरे सिस्टम की अंतिम प्लेटों से जुड़े होते हैं और कवर बैंड या सीलिंग स्ट्रिप कैरिज में बने एक खांचे से होकर गुजरती है। जैसे-जैसे कैरिज सिस्टम की पूरी लंबाई में आगे बढ़ती है, स्ट्रिप मैग्नेट से ऊपर उठ जाती है ताकि कैरिज आगे बढ़ सके।

एक वैकल्पिक सीलिंग तकनीक के रूप में, प्लास्टिक कवर बैंड में एक लचीली रबर पट्टी का उपयोग किया जाता है जो बेस एक्सट्रूज़न के साथ इंटरलॉक हो जाती है, और ज़िपलॉक बैग की तरह काम करती है। आपस में जुड़ने वाले "टंग एंड ग्रूव" प्रोफाइल एक भूलभुलैया जैसी सील बनाते हैं जो कणों के प्रवेश को रोकने में अत्यंत प्रभावी होती है। लचीले मोटर माउंट स्वचालित असेंबली में रैखिक प्रणालियों के एकीकरण को सरल बनाते हैं। उपयोगकर्ता मानक NEMA मोटर माउंट का अनुरोध कर सकते हैं या अपने मोटर से संबंधित विशिष्ट माउंटिंग जानकारी प्रदान कर सकते हैं या मोटर निर्माता का नाम और पार्ट नंबर दे सकते हैं। हाउसिंग और कपलिंग को सामान्य ब्लैंक से मशीनिंग करके ग्राहक के मोटर की प्रमुख विशेषताओं के अनुरूप बनाया जाता है: मोटर फ्लेंज पर बोल्ट का आकार और बोल्ट सर्कल व्यास; मोटर पायलट व्यास; और मोटर शाफ्ट का व्यास और लंबाई। इससे स्लाइड को लगभग किसी भी मोटर पर क्षैतिज, लंबवत, झुका हुआ या उल्टा, आसानी से माउंट किया जा सकता है, और संरेखण की गारंटी होती है।

हर प्रकार के ड्राइव और गाइड का संयोजन उपयुक्त नहीं होता। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सात प्रौद्योगिकी समूहों में लीड स्क्रू ड्राइव और बॉल गाइड, लीड स्क्रू ड्राइव और स्लाइड गाइड, बॉल स्क्रू ड्राइव और बॉल गाइड, बॉल स्क्रू ड्राइव और स्लाइड गाइड, बेल्ट ड्राइव और बॉल गाइड, बेल्ट ड्राइव और स्लाइड गाइड, और बेल्ट ड्राइव और व्हील गाइड शामिल हैं। स्पाइडर आरेख इन तकनीकों की सापेक्षिक खूबियों और कमियों को दर्शाते हैं। बॉल स्क्रू ड्राइव और बॉल गाइड तकनीक उच्च दोहराव क्षमता, उच्च कठोरता और उच्च बल और आघूर्ण को संभालने की क्षमता प्रदान करती है। इसका उपयोग उच्च भार और उच्च कार्य चक्र वाले सटीक स्थिति निर्धारण अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि मशीन टूल पर गियर ब्लैंक को लोड और अनलोड करने के लिए उपयोग की जाने वाली रैखिक प्रणाली। बेल्ट-चालित, बॉल-गाइडेड इकाइयाँ भारी पेलोड और उच्च आघूर्ण भार के साथ उच्च गति और त्वरण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई हैं। यह प्रौद्योगिकी समूह उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जो एक अंतराल को पाटते हैं और सिरों पर या बीच-बीच में समर्थित होते हैं। एक विशिष्ट अनुप्रयोग में कैन पैलेटाइजेशन शामिल है। बेल्ट-चालित, स्लाइड-गाइडेड रैखिक प्रणालियाँ मध्यम गति और त्वरण क्षमता प्रदान करती हैं। स्लाइड गाइड प्रभाव भार को संभाल सकते हैं लेकिन उनकी रैखिक गति कुछ हद तक सीमित होती है। यह संयोजन कम लागत वाला, कम शोर वाला और कम रखरखाव वाला समाधान प्रदान करता है। चुंबकीय आवरण पट्टी जोड़ने से यह समाधान उच्च कण सामग्री वाले वातावरण और धुलाई की आवश्यकता वाले स्थानों के लिए आदर्श बन जाता है, जैसे कि शीट मेटल स्प्रे ट्रीटमेंट अनुप्रयोग। बेल्ट-चालित, पहिए-निर्देशित इकाइयाँ उच्च रैखिक वेग और त्वरण क्षमता के साथ-साथ मध्यम लागत, कम शोर और अपेक्षाकृत कम रखरखाव की आवश्यकता प्रदान करती हैं। इसका एक विशिष्ट अनुप्रयोग पैकेजिंग और फिलिंग मशीन है।

बनाना है या खरीदना? लीनियर सिस्टम बनाने या खरीदने का निर्णय लेते समय, लीनियर सिस्टम के डिज़ाइन के लिए आवश्यक इंजीनियरिंग समय और विशेषज्ञता पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है। सिस्टम के डिज़ाइन में लीनियर और रेडियल बेयरिंग लाइफ, बॉल स्क्रू लाइफ, बॉल स्क्रू की क्रिटिकल स्पीड, सपोर्ट प्रोफाइल का डिफ्लेक्शन, लुब्रिकेशन का चयन, कवर डिज़ाइन आदि जैसी इंजीनियरिंग गणनाएँ शामिल होती हैं। डिज़ाइन समय को कम करने के लिए लीनियर सिस्टम को सुपर-साइज़ करने के दृष्टिकोण का नुकसान यह है कि लागत और आकार बढ़ जाता है और यह सुनिश्चित करने के लिए बुनियादी इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है कि कोई भी मूलभूत कमी न रह जाए। लीनियर सिस्टम खरीदते समय, कई बार ऐसा होता है कि मानक कैटलॉग उत्पाद एप्लिकेशन की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। ऐसे में, मानक उत्पादों में महत्वपूर्ण संशोधन या नए सिरे से डिज़ाइन करना व्यवहार्य विकल्प हैं। उत्पादों और इंजीनियरिंग क्षमताओं की व्यापक श्रृंखला वाला भागीदार आपके साथ मिलकर आपकी समस्या का समाधान कर सकता है, जिससे समय और धन की बचत होगी और विकास चक्र में तेजी आएगी।