Peki bundan nasıl kaçınılabilir…

Portallar, iki paralel taban (X) ekseni ve bunları birbirine bağlayan bir dik (Y) ekseni kullanmalarıyla diğer çok eksenli sistem türlerinden (Kartezyen robotlar ve XY masaları gibi) farklıdır. Bu çift X ekseni düzenlemesi geniş ve dengeli bir ayak izi sağlayıp portal sistemlerinin yüksek yük kapasitesi, uzun hareket mesafeleri ve iyi bir rijitlik sunmasına olanak tanırken, aynı zamanda yaygın olarak raf sistemi olarak adlandırılan bir olguya da yol açabilir.

İki doğrusal eksenin paralel olarak monte edilip bağlanması durumunda, eksenlerin mükemmel bir senkronizasyonla hareket etmeme riski vardır. Başka bir deyişle, hareket sırasında X eksenlerinden biri diğerinin "gerisinde" kalabilir ve öndeki eksen, geride kalan partnerini çekmeye çalışır. Bu durumda, bağlantı (Y) ekseni eğik hale gelebilir ve artık iki X eksenine dik olmayabilir. X ve Y eksenlerinin ortogonalliğini kaybettiği duruma "eğiklik" denir ve sistem X yönünde hareket ederken sıkışmaya ve hem X hem de Y eksenlerinde potansiyel olarak hasar verici kuvvetlere neden olabilir.

Gantry sistemlerinde raf sistemi arızaları çeşitli tasarım ve montaj faktörlerinden kaynaklanabilir, ancak en etkili faktörlerden biri X eksenlerinin tahrik yöntemidir. İki X ekseni paralel olarak çalıştığında, tasarımcılar her bir X eksenini bağımsız olarak tahrik etme veya bir ekseni tahrik edip diğerini "köle" veya takipçi eksen olarak kullanma seçeneğine sahiptir.

İki X ekseni arasında nispeten küçük bir mesafenin (kısa Y ekseni stroğu) bulunduğu düşük hızlı uygulamalarda, yalnızca bir X ekseninin tahrik edilmesi ve ikinci X ekseninin tahrik mekanizması olmadan bir takipçi olarak kullanılması kabul edilebilir. Bu tasarımda, temel endişe eksenler arasındaki bağlantının sağlamlığıdır; yani Y ekseninin sağlamlığıdır.

Tahrik edilen eksen, tahrik edilmeyen ekseni fiilen "çektiğinden", aralarındaki bağlantıda bükülme, burulma veya başka bir rijit olmayan davranış görülürse, iki X ekseni arasındaki herhangi bir sürtünme veya yük farkı anında sıkışmaya ve sıkışmaya yol açabilir. Y ekseni ne kadar uzunsa, rijitliği de o kadar az olur. Bu nedenle, X eksenleri arasındaki mesafenin bir metreden az olduğu uygulamalar için genellikle "tahrikli-takipçi" düzeni önerilir.

Daha gelişmiş bir tahrik çözümü, her eksende ayrı bir motor kullanmak ve motorların kontrolör aracılığıyla ana-köle düzeninde senkronize edilmesini sağlamaktır. Ancak bu düzenlemede, mekanik tahriklerin hareket hatalarının mükemmel (veya neredeyse mükemmel) bir şekilde eşleştirilmesi gerekir; aksi takdirde, her bir eksenin motor devri başına kat ettiği mesafedeki küçük sapmalar, kayma ve sıkışmalara neden olabilir.

Yüksek hızlı ve hassas portal uygulamaları için tercih edilen tahrik mekanizmaları genellikle bilyalı vidalar ve kremayer ve pinyon tahrikleridir. Bu teknolojilerin her ikisi de, her eksende benzer doğrusal hata sağlamak üzere seçici olarak eşleştirilebilir ve böylece eşleşmeyen tahrik düzeneklerinde oluşabilecek hata yığılmalarının bir kısmı önlenebilir. Kayış ve zincir tahriklerinin eşleştirilmesi ve telafi edilmesi zor hatve hataları olduğundan, X eksenleri bağımsız olarak tahrik edildiğinde genellikle portal sistemleri için önerilmezler. Öte yandan, lineer motorlar, mekanik hata içermedikleri ve uzun hareket mesafeleri ve yüksek hızlar sağlayabildikleri için portal sistemlerindeki paralel eksenler için mükemmel bir seçimdir.

Yukarıda açıklanan iki seçenek arasında bir uzlaşma niteliğinde olan bir diğer çözüm ise, her iki X eksenini de aynı motorla çalıştırmaktır. Bu, motor tahrikli eksenin çıkışını, bir mesafe kaplini (bağlantı şaftı olarak da bilinir) aracılığıyla ikinci eksenin girişine bağlayarak yapılabilir. Bu konfigürasyon, ikinci motoru (ve gerekli olacak senkronizasyonu) ortadan kaldırır.

Ancak, mesafe kaplininin burulma rijitliği önemlidir. Eksenler arasında aktarılan tork, kaplinin "sarılmasına" neden olsa bile, yine de sıkışma ve sıkışma meydana gelebilir. Bu konfigürasyon, X eksenleri arasındaki mesafe bir ila üç metre arasında olduğunda ve orta düzeyde yük ve hız gereksinimleri olduğunda genellikle iyi bir seçenektir.

Gantry sistemlerinde raf oluşumuna neden olabilecek bir diğer faktör, iki X ekseni arasındaki montaj hassasiyeti ve paralellik eksikliğidir. İki lineer kılavuz paralel olarak monte edilip çalıştırıldığında, bir veya her iki kılavuzdaki yatakların aşırı yüklenmesini önlemek için belirli bir paralellik, düzlemsellik ve doğruluk toleransı gerekir. X eksenlerinin genellikle birbirinden uzak olduğu (Y eksenindeki uzun hareket mesafesi nedeniyle) gantry sistemlerinde, X eksenlerinin montajı ve paralelliği daha da kritik hale gelir ve uzun mesafelerde açısal hatalar artar.

Farklı kılavuz teknolojileri, paralellik, düzlemsellik ve doğruluk için farklı hassasiyet seviyeleri gerektirir. Portal uygulamalarında, paralel X eksenleri için en iyi doğrusal kılavuz teknolojisi, genellikle montaj ve hizalama hatalarında en fazla toleransı sunarken, gerekli yük kapasitesini ve sertliği de sağlayan teknolojidir.

Bilyalı veya makaralı profilli ray kılavuzları, genellikle tüm doğrusal kılavuz teknolojileri arasında en yüksek yük kapasitesini ve sertliği sağlar, ancak paralel bir konfigürasyonda kullanıldıklarında, sıkışmayı önlemek için çok hassas montaj yüksekliği ve paralellik toleransları gerektirirler. Bazı üreticiler, rijitlik ve yük kapasitesi azalsa da, bazı hizalama hatalarını telafi edebilen "kendinden hizalı" bilyalı rulman versiyonları sunmaktadır.

Öte yandan, hassas raylar üzerinde çalışan kılavuz tekerlekler, profilli ray kılavuzlarına göre montaj ve hizalamada daha az hassasiyet gerektirir. İki ray paralel kullanıldığında bile, titreşim ve sıkışma gibi çalışma sorunlarına neden olmadan orta derecede hassas olmayan yüzeylere bile monte edilebilirler.

Hizalama, kadran göstergeleri ve teller gibi basit aletlerle yapılabilirken, gantry sistemlerindeki uzun mesafeler bunu genellikle pratik olmaktan çıkarır. Ayrıca, birden fazla paralel ve dik ekseni hizalamak, karmaşıklığı ve gereken zaman ve iş gücünü katlanarak artırır.

Bu nedenle lazer interferometresi, gantry eksenleri arasında düzlük, düzlemsellik ve ortogonaliteyi sağlamak için genellikle en iyi araçtır.