“LOSTPED” Nasıl Yardımcı Olabilir?

Ambalajlama ve malzeme taşıma işlemlerinden yarı iletken üretimine ve otomotiv montajına kadar neredeyse tüm üretim süreçleri bir tür doğrusal hareketi içerir ve üreticiler modüler doğrusal hareket sistemlerinin esnekliği ve basitliğiyle tanıştıkça, bu sistemler -ister tek, ister iki, isterse de üç eksenli komple Kartezyen robotik sistemler olsun- üretim alanlarında yerini bulmaktadır.

Mühendislerin ve tasarımcıların doğrusal hareket sistemlerini boyutlandırırken ve seçerken yaptıkları yaygın bir hata, nihai sistemdeki kritik uygulama gereksinimlerini göz ardı etmektir. Bu, en kötü durumda maliyetli yeniden tasarımlara ve yeniden çalışmalara yol açabilir, ancak çoğu zaman istenenden daha maliyetli ve daha az etkili, aşırı mühendislik ürünü bir sistemle sonuçlanabilir. Çok sayıda olası çözüm varken, doğrusal hareket sistemi tasarlamakla görevlendirildiğinizde bunalmak kolaydır. Sistem ne kadar yük taşıması gerekecek? Ne kadar hızlı hareket etmesi gerekecek? En uygun maliyetli tasarım hangisi?

Bosch Rexroth'un Doğrusal Hareket ve Montaj Teknolojileri grubu, mühendis veya tasarımcıya herhangi bir uygulamada uygun doğrusal hareket bileşenlerini veya modüllerini belirlemek için gereken bilgileri toplamada yol gösteren basit bir kısaltma olan "LOSTPED"i geliştirirken tüm bu soruları ve daha fazlasını göz önünde bulundurdu.

LOSTPED NEDİR?

LOSTPED, Yük, Yönlendirme, Hız, Hareket, Hassasiyet, Çevre ve Çalışma Döngüsü kelimelerinin baş harflerinden oluşur. LOSTPED kısaltmasının her harfi, doğrusal hareket sisteminin boyutlandırılması ve seçimi sırasında dikkate alınması gereken bir faktörü temsil eder. Örneğin, yük, sabit hızdaki hareketlere kıyasla hızlanma ve yavaşlama sırasında rulman sistemine farklı taleplerde bulunur. Daha fazla doğrusal hareket çözümü, tek tek bileşenlerden komple doğrusal modül veya Kartezyen sistemlere doğru ilerledikçe, sistem bileşenleri arasındaki etkileşimler (örneğin, doğrusal rulman kılavuzları ve bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor tahrikleri) daha karmaşık hale gelir ve doğru sistemi tasarlamak daha zorlaşır. LOSTPED kısaltması, tasarımcılara sistem geliştirme ve spesifikasyon sırasında tüm birbiriyle ilişkili faktörleri dikkate almaları gerektiğini hatırlatarak hatalardan kaçınmalarına yardımcı olabilir.

LOSTPED NASIL KULLANILIR

Aşağıda, her bir LOSTPED faktörünün açıklamaları ve doğrusal hareket sistemi boyutlandırma ve seçim kriterlerini belirlerken sorulması gereken temel sorular yer almaktadır.

YÜK

Yük, sisteme uygulanan ağırlık veya kuvveti ifade eder. Tüm doğrusal hareket sistemleri, malzeme taşıma uygulamalarındaki aşağı doğru kuvvetler veya delme, presleme veya vidalama uygulamalarındaki itme yükleri gibi bir tür yükle karşılaşır. Diğer uygulamalar, bir FOUP'un (Önden Açılan Birleşik Kapsül) bırakma ve alma için bir bölmeden diğerine taşındığı yarı iletken gofret taşıma uygulaması gibi sabit bir yükle karşılaşır. Üçüncü bir tür ise, reaktifin bir dizi pipete art arda bırakıldığı ve her adımda daha hafif bir yükle sonuçlanan tıbbi dağıtım uygulaması gibi değişken yüklerle tanımlanır.

Yükü değerlendirirken, yükü kaldırmak veya taşımak için kolun ucunda hangi tür aletin kullanılacağına da bakmakta fayda var. Yükle doğrudan ilgili olmasa da, burada yapılan hatalar maliyetli olabilir. Örneğin, hassas bir iş parçası alma ve yerleştirme uygulamasında yanlış tipte bir tutucu kullanılırsa hasar görebilir.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Yükün kaynağı nedir ve yönü nasıldır?
• Özel taşıma hususları var mı?
• Ne kadar ağırlık veya kuvvet yönetilmesi gerekiyor?
• Bu kuvvet aşağı doğru bir kuvvet mi, kalkış kuvveti mi yoksa yanal bir kuvvet mi?

YÖNLENDİRME

Kuvvetin uygulandığı yön veya göreceli konum da önemlidir, ancak genellikle göz ardı edilir. Bazı doğrusal modül veya aktüatör türleri, modül tasarımında kullanılan doğrusal kılavuz sistemi nedeniyle yan yüklemeye göre daha yüksek aşağı/yukarı yüklemeyi kaldırabilir. Farklı doğrusal kılavuzlar kullanan diğer modüller ise aynı yükleri her yönde kaldırabilir.

Örneğin, Rexroth Compact Module CKK, yönlendirme için çift bilyalı ray sistemi kullanır ve yan tarafa monte edilmiş veya eksenel yükler gerektiren uygulamalarda sıklıkla tercih edilir. Çoğu yüksek kaliteli lineer hareket tedarikçisi, çeşitli durumları ele almak için modüller ve aktüatörler ürettiğinden, belirtilen modüllerin uygulamada başarıya ulaşmak için gereken yönde yük gereksinimlerini karşılayabildiğinden emin olmak önemlidir.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Doğrusal modül veya aktüatör nasıl yönlendirilmiştir?
• Yatay mı, dikey mi yoksa ters mi?
• Yük, doğrusal modüle göre nerede konumlanmıştır?
• Yük, doğrusal modülde bir yuvarlanma veya eğilme momenti oluşturacak mı?

HIZ

Hız ve ivme de doğrusal hareket sisteminin seçimini etkiler. Uygulanan bir yük, sabit hızda hareket sırasında olduğundan, hızlanma ve yavaşlama sırasında sistem üzerinde çok farklı kuvvetler oluşturur. İstenen hızı veya çevrim süresini karşılamak için gereken ivme, gerekli hareket türüne bağlı olacağından, hareket profili türü (trapezoidal veya üçgen) de dikkate alınmalıdır. Trapezoidal bir hareket profili, yükün hızlı bir şekilde ivmelenmesi, bir süre nispeten sabit bir hızda hareket etmesi ve ardından yavaşlaması anlamına gelir. Üçgen bir hareket profili ise, noktadan noktaya alma ve bırakma uygulamalarında olduğu gibi, yükün hızlı bir şekilde ivmelenmesi ve yavaşlaması anlamına gelir. Hız ve ivme, genellikle bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor olan uygun doğrusal tahrik sisteminin belirlenmesinde de kritik faktörlerdir.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Hangi hız veya çevrim süresine ulaşılmalıdır?
• Sabit hız mı yoksa değişken hız mı?
• Yük, ivmelenme ve yavaşlamayı nasıl etkileyecek?
• Hareket profili yamuk mu yoksa üçgen mi?
• Hız ve ivme ihtiyaçlarını en iyi şekilde hangi doğrusal sürücü karşılar?

SEYAHAT

Hareket mesafesi, katedilen mesafeyi veya hareket aralığını ifade eder. Sadece hareket mesafesi değil, aşırı hareket de dikkate alınmalıdır. Hareketin sonunda bir miktar "güvenlik mesafesi" veya ek alan bırakılması, acil durdurma durumunda sistemin güvenliğini sağlar.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Mesafe (hareket aralığı) nedir?
• Acil frenlemede ne kadar fazla yol kat edilmesi gerekebilir?

KESİNLİK

Hassasiyet, genellikle seyahat doğruluğunu (sistemin A noktasından B noktasına hareket ederken nasıl davrandığı) veya konumlandırma doğruluğunu (sistemin hedef konuma ne kadar yakın ulaştığı) tanımlamak için kullanılan geniş bir terimdir. Tekrarlanabilirliği de ifade edebilir. Bu üç terim arasındaki farkı anlamak – seyahat doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik – sistemin performans özelliklerini karşılamasını ve gereksiz olabilecek yüksek bir doğruluk derecesi için aşırı telafi yapmamasını sağlamak açısından genellikle çok önemlidir.

Hassasiyet gereksinimlerini düşünmenin en önemli nedeni, tahrik mekanizması seçimidir: kayış tahriki, bilyalı vida veya lineer motor. Her tip, hassasiyet, hız ve yük taşıma kapasitesi arasında denge kurma imkanı sunar ve en iyi seçim büyük ölçüde uygulamaya bağlıdır.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Uygulamada seyahat doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik ne kadar önemli?
• Hassasiyet, hızdan veya diğer LOSTPED faktörlerinden daha mı önemli?

ÇEVRE

Çevre, sistemin çalışması beklenen çevresel koşulları ifade eder. Örneğin, aşırı sıcaklıklar sistem içindeki plastik bileşenlerin performansını ve yağlamayı etkileyebilirken, kir, sıvılar ve diğer kirleticiler rulman yataklarına ve yük taşıyıcı elemanlara zarar verebilir.

Bu, genellikle göz ardı edilen ancak doğrusal hareket sisteminin ömrünü büyük ölçüde etkileyebilecek bir performans faktörüdür. Sızdırmazlık şeritleri ve özel kaplamalar gibi seçenekler, bu çevresel faktörlerden kaynaklanan hasarı önlemeye yardımcı olabilir. Ayrıca, özel yağlama ve pozitif hava basıncı gibi seçenekler, modülü veya aktüatörü temiz oda uygulamalarında kullanıma uygun hale getirebilir.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Ne tür tehlikeler veya kirleticiler mevcut – aşırı sıcaklıklar, kir, toz, sıvılar vb.?
• Öte yandan, doğrusal hareket sisteminin kendisi çevre için potansiyel bir kirletici kaynağı (ESD, yağlayıcılar veya partiküller) mıdır?

GÖREV DÖNGÜSÜ

Çalışma döngüsü, bir çalışma döngüsünü tamamlamak için geçen süredir. Tüm doğrusal aktüatörlerde, iç bileşenler genellikle nihai sistemin ömrünü belirler. Örneğin, bir modülün içindeki rulman ömrü, uygulanan yüke ve rulmanın maruz kalacağı çalışma döngüsüne doğrudan bağlıdır. Bir doğrusal hareket sistemi önceki altı faktörü karşılayabilir, ancak 7/24 sürekli çalışırsa, günde sadece sekiz saat, haftada beş gün çalışmasına kıyasla çok daha kısa sürede bozulacaktır. Kullanım süresi ile dinlenme süresi arasındaki oran, doğrusal hareket sisteminin içindeki ısı birikimini etkiler ve sistem ömrünü ve sahip olma maliyetini doğrudan etkiler. Bu konuları önceden açıklığa kavuşturmak, daha sonra zaman ve sıkıntıdan tasarruf sağlayabilir, çünkü kayışlar gibi aşınma parçaları kolayca stoklanıp değiştirilebilir.

SORULMASI GEREKEN ÖNEMLİ SORULAR:

• Sistem ne sıklıkla kullanılıyor? Vuruşlar veya hareketler arasındaki bekleme süreleri de dahil olmak üzere bilgi verebilir misiniz?
• Sistemin ne kadar süre dayanması gerekiyor?

SON BİRKAÇ TAVSİYE

LOSTPED'e ek olarak, tasarımcılar saygın bir distribütöre veya üreticinin uygulama mühendisliği departmanına danışmalıdır. Bu kaynaklar genellikle yüzlerce uygulama konusunda deneyime sahiptir ve bunların çoğu eldeki uygulamaya benzerdir. Bu nedenle, potansiyel sorunları önceden tahmin ederek önemli ölçüde zaman kazandırabilir ve maliyet tasarrufu önerilerinde bulunabilirler. Sonuçta, nihai amaç en düşük sahip olma maliyetiyle mümkün olan en iyi doğrusal hareket sistemini elde etmektir; LOSTPED'e aşina yetenekli uygulama mühendisleri, müşterilerinin tam olarak bunu elde etmelerini sağlayabilir.