“LOSTPED” Nasıl Yardımcı Olabilir?
Paketleme ve malzeme taşımadan yarı iletken üretimine ve otomotiv montajına kadar neredeyse tüm üretim süreçleri bir tür doğrusal hareketi bünyesinde barındırıyor ve üreticiler modüler doğrusal hareket sistemlerinin esnekliği ve basitliğiyle tanıştıkça, bu sistemler (ister bir, ister iki, isterse üç eksenli tam Kartezyen robotik sistemler olsun) üretim alanlarına girmeye başlıyor.
Mühendislerin ve tasarımcıların doğrusal hareket sistemlerini boyutlandırırken ve seçerken yaptıkları yaygın bir hata, nihai sistemdeki kritik uygulama gereksinimlerini göz ardı etmeleridir. Bu, en kötü durumda maliyetli yeniden tasarımlara ve yeniden çalışmalara yol açabileceği gibi, çoğu zaman istenenden daha maliyetli ve daha az etkili, aşırı tasarlanmış bir sistemle de sonuçlanabilir. Bu kadar çok olası çözüm varken, bir doğrusal hareket sistemi tasarlama görevi üstlenildiğinde bunalmak kolaydır. Sistemin 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 tasarımcının herhangi bir uygulamada uygun doğrusal hareket bileşenlerini veya modüllerini belirlemek için gereken bilgileri toplamasına rehberlik eden basit bir kısaltma olan "LOSTPED"i geliştirirken tüm bu sorular ve daha fazlası göz önünde bulunduruldu.
LOSTPED NEDİR?
LOSTPED, Yük, Yön, Hız, Seyahat, Hassasiyet, Çevre ve Görev Döngüsü anlamına gelir. LOSTPED kısaltmasının her harfi, doğrusal hareket sistemi boyutlandırılırken ve seçilirken dikkate alınması gereken bir faktörü temsil eder. Örneğin, yük, hızlanma ve yavaşlama sırasında sabit hızlı hareketlere kıyasla rulman sistemine farklı talepler yükler. Daha fazla doğrusal hareket çözümü, tek tek bileşenlerden komple doğrusal modüllere veya Kartezyen sistemlere geçtikçe, sistem bileşenleri (yani doğrusal rulman kılavuzları ve bilyalı vida, kayış veya doğrusal motor sürücüleri) arasındaki etkileşimler daha karmaşık hale gelir ve doğru sistemi tasarlamak daha da zorlaşır. LOSTPED kısaltması, tasarımcılara sistem geliştirme ve spesifikasyon aşamasında birbiriyle ilişkili tüm faktörleri göz önünde bulundurmalarını hatırlatarak hatalardan kaçınmalarına yardımcı olabilir.
LOSTPED NASIL KULLANILIR
Aşağıda her bir LOSTPED faktörünün açıklamaları ve doğrusal hareket sisteminin boyutlandırılması ve seçilmesi için kriterleri belirlerken sorulması gereken temel sorular yer almaktadır.
YÜK
Yük, sisteme uygulanan ağırlık veya kuvveti ifade eder. Tüm doğrusal hareket sistemleri, malzeme taşıma uygulamalarındaki aşağı yönlü kuvvetler veya delme, presleme veya vidalama uygulamalarındaki itme yükleri gibi bir tür yük ile karşılaşır. Diğer uygulamalar ise, bir FOUP'un (Önden Açılan Birleşik Kapsül) bırakma ve alma için bölmeden bölmeye taşındığı yarı iletken yonga işleme uygulaması gibi sabit bir yükle karşılaşır. Üçüncü bir tür ise, reaktifin bir dizi pipete birbiri ardına yerleştirildiği ve her adımda daha hafif bir yük elde edildiği tıbbi dağıtım uygulaması gibi değişken yüklerle tanımlanır.
Yükü hesaba katarken, kolun ucunda yükü kaldıracak veya taşıyacak aletin ne tür bir alet olacağına da bakmakta fayda var. Yükle doğrudan ilgili olmasa da, burada yapılan hatalar maliyetli olabilir. Örneğin, son derece hassas bir iş parçası bir alma-yerleştirme uygulamasında kaldırılırsa, yanlış tipte bir tutucu kullanıldığında hasar görebilir.
SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:
- Yükün kaynağı nedir ve nasıl yönlendirilmiştir?
- Özel kullanım hususları var mı?
- Ne kadar ağırlık veya kuvvet yönetilmelidir?
- Kuvvet aşağı doğru bir kuvvet mi, kaldırma 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 tipleri, modül tasarımında kullanılan doğrusal kılavuz sistemi sayesinde yanal yüklemeden daha yüksek aşağı/yukarı yüklemeyi kaldırabilir. Farklı doğrusal kılavuzlar kullanan diğer modüller ise her yönde aynı yükleri kaldırabilir.
Örneğin, Rexroth Kompakt Modül CKK, kılavuzluk için çift Bilyalı Ray Sistemi kullanır ve yan montajlı veya eksenel yükler gerektiren uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Çoğu yüksek kaliteli doğrusal hareket tedarikçisi, çeşitli durumları karşılamak için modüller ve aktüatörler ürettiğinden, belirtilen modüllerin uygulamada başarıya ulaşmak için gereken yöndeki yük gereksinimlerini karşılayabileceğinden emin olmak önemlidir.
SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:
- Doğrusal modül veya aktüatör nasıl yönlendirilir?
- Yatay mı, dikey mi, yoksa ters mi?
- Yük doğrusal modüle göre nerede yönlendirilir?
- Yük, doğrusal modülde yuvarlanma veya eğim momentine neden olur mu?
HIZ
Hız ve ivme ayrıca doğrusal hareket sisteminin seçimini etkiler. Uygulanan bir yük, hızlanma ve yavaşlama sırasında sistem üzerinde sabit hızlı bir hareket sırasındakinden çok farklı kuvvetler oluşturur. Hareket profili türü (trapezoidal veya üçgen) de dikkate alınmalıdır, çünkü istenen hıza veya çevrim süresine ulaşmak için gereken ivme, gereken hareket türüne göre belirlenecektir. Trapezoidal bir hareket profili, yükün hızlı bir şekilde hızlanması, bir süre nispeten sabit bir hızda hareket etmesi ve ardından yavaşlaması anlamına gelir. Üçgen bir hareket profili, noktadan noktaya alma ve bırakma uygulamalarında olduğu gibi, yükün hızlı bir şekilde hızlanması ve yavaşlaması anlamına gelir. Hız ve ivme, genellikle bir bilyalı vida, bir kayış veya bir doğrusal motor olan uygun doğrusal tahriki belirlemede de kritik faktörlerdir.
SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:
- Hangi hıza veya çevrim süresine ulaşılmalıdır?
- Sabit hız mı yoksa değişken hız mı?
- Yükün hızlanma ve yavaşlamaya etkisi nasıl olacak?
- Hareket profili trapezoidal mi yoksa üçgen mi?
- Hangi doğrusal tahrik sistemi hız ve ivmelenme ihtiyacınızı en iyi şekilde karşılar?
SEYAHAT
Hareket, hareket mesafesini veya aralığını ifade eder. Sadece hareket mesafesi değil, aynı zamanda aşırı hareket de dikkate alınmalıdır. Strok sonunda bir miktar "güvenlik hareketi" veya ek alan bırakmak, acil bir durdurma durumunda sistemin güvenliğini sağlar.
SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:
- Mesafe (hareket aralığı) nedir?
- Acil bir duruşta ne kadar fazla seyahat 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. Aynı zamanda tekrarlanabilirliği de ifade edebilir. Bu üç terim arasındaki farkı anlamak - seyahat doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik - genellikle sistemin performans özelliklerini karşılamasını ve gereksiz olabilecek yüksek bir doğruluk seviyesini aşırı telafi etmemesini sağlamak açısından kritik önem taşır.
Hassasiyet gereksinimlerini göz önünde bulundurmanın temel nedeni, tahrik mekanizması seçimidir: kayış tahrikli, bilyalı vidalı veya doğrusal motor. Her tip, hassasiyet, hız ve yük taşıma kapasitesi arasında dengeler sunar ve en iyi seçim çoğunlukla uygulamaya göre belirlenir.
SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:
- Uygulamada seyahat doğruluğu, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik ne kadar önemlidir?
- Hassasiyet hızdan veya diğer LOSTPED faktörlerinden daha mı önemlidir?
ÇEVRE
Çevre, sistemin çalışmasının beklendiği çevresel koşulları ifade eder. Örneğin, aşırı sıcaklıklar plastik bileşenlerin performansını ve sistemdeki yağlamayı etkileyebilirken, kir, sıvılar ve diğer kirleticiler rulman kanallarına ve yük taşıma elemanlarına zarar verebilir.
Bu, genellikle göz ardı edilen bir performans faktörüdür, ancak doğrusal hareket sisteminin ömrünü büyük ölçüde etkileyebilir. Sızdırmazlık şeritleri ve özel kaplamalar gibi seçenekler, bu çevresel faktörlerin yol açtığı 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 ANA SORULAR:
- Ne tür tehlikeler veya kirleticiler mevcut — aşırı sıcaklıklar, kir, toz, sıvılar, vb.?
- Öte yandan, doğrusal hareket sistemi çevre için potansiyel bir kirletici kaynağı mıdır (ESD, yağlayıcılar veya partiküller)?
GÖREV DÖNGÜSÜ
Görev döngüsü, bir çalışma döngüsünü tamamlamak için gereken süredir. Tüm doğrusal aktüatörlerde, dahili bileşenler genellikle nihai sistemin ömrünü belirler. Örneğin, bir modül içindeki rulman ömrü, uygulanan yükten ve rulmanın yaşayacağı görev döngüsünden doğrudan etkilenir. Bir doğrusal hareket sistemi önceki altı faktörü karşılayabilir, ancak 7/24 sürekli çalışırsa, haftada beş gün, günde yalnızca sekiz saat çalışmasına göre çok daha erken bozulur. Kullanım süresi ile dinlenme süresi, doğrusal hareket sistemi içindeki ısı birikimini etkiler ve sistem ömrünü ve sahip olma maliyetini doğrudan etkiler. Bu sorunların önceden açıklığa kavuşturulması, kayışlar gibi aşınan parçaların kolayca değiştirilmek üzere stoklanabilmesi sayesinde daha sonra zamandan ve sıkıntıdan tasarruf sağlayabilir.
SORULMASI GEREKEN ANA SORULAR:
- Sistem ne sıklıkla kullanılıyor, vuruşlar veya hareketler arasındaki bekleme süresi de dahil mi?
- Sistemin ne kadar süre dayanması gerekiyor?
SON BİR TAVSİYE
Tasarımcılar, LOSTPED'e ek olarak, saygın bir distribütöre veya üreticinin uygulama mühendisliği departmanına danışmalıdır. Bu kaynaklar genellikle, birçoğu mevcut uygulamaya benzer yüzlerce uygulama deneyimine sahiptir. Bu nedenle, olası sorunları öngörerek önemli ölçüde zaman kazanabilir ve maliyet tasarrufu sağlayan önerilerde bulunabilirler. Sonuçta, nihai amaç mümkün olan en iyi doğrusal hareket sistemini en düşük sahip olma maliyetiyle elde etmektir; LOSTPED'e aşina olan yetenekli uygulama mühendisleri, müşterilerinin tam da bunu elde etmesini sağlayabilir.
Gönderim zamanı: 31 Mayıs 2021