通过专注于七个关键参数,工程师可以设计最佳,性价比的线性运动系统。




仔细分析应用程序,包括定向,时刻和加速,将揭示必须支持的负载。有时,实际负载将从计算的负载变化,因此工程师必须考虑预期用途和潜在误用。

在大小写和选择用于装配机器的​​线性运动系统时,工程师通常会忽略关键的应用要求。这可能导致昂贵的重新设计和返工。更糟糕的是,它可能导致更昂贵的系统,比期望更昂贵和更少。

使用这么多技术选项,在设计单个,两轴和三轴线性运动系统时,它很容易被淹没。系统需要多少负载?移动需要多大?什么是最具成本效益的设计?

在开发“LOSTPED”时,我们考虑了所有这些问题。“LOSTPED”是一个简单的缩写词,用于帮助工程师收集信息,以便在任何应用程序中指定线性运动组件或模块。LOSTPED表示负载、方向、速度、行程、精度、环境和占空比。每个字母代表一个因素,必须考虑时,选型和选择线性运动系统。

每个因素必须单独考虑并作为一个组,以确保最佳系统性能。例如,在加速度和减速期间,负载对轴承的需求不同于恒定速度期间的轴承。随着线性运动技术从各个组件的发展到完整的系统中,部件之间的相互作用 - 例如线性轴承导向器和滚珠丝杠驱动器变得更加复杂,设计右系统变得更具挑战性。失去的可以帮助设计师通过提醒他们在系统开发和规范期间考虑这些相互关联的因素来避免错误。

加载
载荷是指施加在系统上的重量或力。所有的直线运动系统都会遇到某种类型的负载,例如在材料处理应用中的向下的力或在钻孔、冲压或螺丝驱动应用中的推力负载。其他应用程序遇到恒定负载。例如,在半导体晶片处理应用中,前端开口的统一舱被从一个舱运送到另一个舱,用于卸货和拾取。其他应用程序具有不同的负载。例如,在医疗配药应用中,试剂一个接一个地沉积在一系列的移液管中,导致每一步的负载更轻。

在计算载荷时,值得考虑的是将在臂端拾取或承载载荷的工具类型。尽管与负载没有特别的关系,但这里的错误可能会造成巨大的损失。例如,在取放应用中,如果使用错误的夹持器,高灵敏度工件可能会损坏。虽然工程师不太可能忘记考虑系统的一般负载要求,但他们确实可能忽略这些要求的某些方面。LOSTPED是一种确保完整性的方法。

要问的关键问题:
*负载的来源是什么,它是如何定向的?
*有特殊的处理考虑因素吗?
*必须管理多少重量或力量?
*力是向下的力,剥离力还是侧力?



这个线性模块有一个双滚珠导轨系统,允许它处理轴向负载。

取向

方向,或力作用的相对位置或方向,也很重要,但常常被忽视。一些线性模块或执行器可以处理更高的向下或向上加载比侧向加载,因为它们的线性导轨。其他模块,使用不同的直线导轨,可以处理相同的负载在所有方向。例如,配备双球轨直线导轨的模块可以比配备标准导轨的模块更好地处理轴向负载。

要问的关键问题:
*线性模块或执行器是如何定位的?它是水平的、垂直的还是上下颠倒的?
*相对于线性模块,负载指向哪里?
*负载是否会导致线性模块上的滚转或俯仰力矩?

速度
速度和加速度也会影响线性运动系统的选择。应用负荷在加速和减速期间在系统上产生远远不同的力量,而不是恒定速度。还必须考虑移动轮廓梯形或三角形的类型,因为满足所需速度或循环时间所需的加速度将通过所需的移动类型来确定。梯形移动轮廓意味着负载快速加速,以相对恒定的速度在一段时间内移动,然后减慢。三角移动轮廓意味着负载快速加速和减速,如点对点拾取和掉落应用。

速度和加速度是决定合适的直线驱动滚珠丝杠、皮带或直线电机的关键因素。

要问的关键问题:
*必须达到什么速度或周期时间?
*是速度常数或变量吗?
*负载对加速和减速有什么影响?
*移动轮廓是梯形还是三角形?
*哪种线性驱动器将最好地解决速度和加速度的需求?

旅行
旅行指的是距离或运动范围。不仅必须考虑旅行距离,还要超出旅行。在行程结束时允许一定量的“安全行程”或额外的空间确保了在紧急停止时系统的安全性。

要问的关键问题:
*距离或运动范围是多少?
*紧急停止中可能需要多少超程?

精确

精度是一个广泛的术语,通常用于定义旅行准确性(系统在从点A到P点移动时的行为方式),或定位精度(系统如何达到目标位置)。它还可以指重复性,或者系统在每个行程结束时的位置返回到相同位置。

了解这三个术语 - 旅行准确性之间的差异,定位精度和可重复性 - 对于确保系统满足性能规范至关重要,并且它不会覆盖,以实现可能不必要的准确度。通过精确要求思考的主要原因是驱动机制选择。线性运动系统可以由带,滚珠丝杠或线性电机驱动。每种类型都提供精度,速度和负载能力之间的权衡。最佳选择将由应用程序决定。

要问的关键问题:
*行程精度、定位精度和重复性在应用中有多重要?
*精度比速度或其他失去的因素更重要吗?

环境
环境是指系统运行的条件。极端温度会影响系统内塑料部件的性能和润滑。污垢、液体和其他污染物会损坏轴承滚道和承载部件。使用环境对直线运动系统的寿命有很大的影响。选择密封条和特殊涂层可以防止这些环境因素造成的损害。

相反,工程师需要考虑线性运动系统如何影响环境。橡胶和塑料可以脱落颗粒。润滑剂可以变得雾化。移动部件可以产生静电。您的产品可以接受此类污染物吗?特殊润滑和正气压等选项可以使模块或致动器适用于洁净室。

要问的关键问题:
*出现什么危险或污染物是极端的温度,污垢,灰尘或液体?
*线性运动系统本身是环境的潜在污染源吗?

定位对线性运动系统的整体设计具有重大意义。有些轴承可以毫无困难地承受反向载荷,但垂直或反向滑动会因重力而失去润滑。干轴承在重载下很快烧坏。

占空比

占空比是完成一个操作循环的时间。在所有线性执行器中,内部部件通常会确定整个系统的寿命。例如,模块内部的轴承寿命直接受施加的负载影响,但也受到轴承将会经历的占空比的影响。线性运动系统可能能够满足前六个因素,但如果它每天每天24小时连续运行,它将达到其生命结束,而不是每天运行8小时,5天一周。此外,在线时间与休息时间影响线性运动系统内的热量积聚,直接影响系统寿命和所有权成本。提前澄清这些问题可以稍后节省时间和恶化。

要问的关键问题:
*使用中的系统多久一次,包括行程或移动之间的任何停留时间?
*系统需要持续多长时间?

一些最后的建议
失败提供了七个基本因素和关键问题,以便在指定线性运动系统时询问。但是,为了获得最佳效果,工程师应咨询良好的经销商或制造商的应用工程部门。这些资源具有数百个应用程序的经验,他们可以提出拯救大量时间和金钱的建议。毕竟,目标是以最低的所有权成本获得最佳的线性运动系统。熟悉失去失败的熟练应用工程师可以确保他们的客户得到的。

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