Zadanie wybrania, zwymiarowania i zastosowania modułów liniowych obejmuje wiele zmiennych, od długości skoku i cyklu roboczego do wymaganej precyzji i dokładności. Wreszcie, dobranie odpowiedniego modułu liniowego do projektowanej aplikacji wymaga przyjrzenia się wszystkim specyfikacjom i następnie pracy z zakresie wydajności, czasu i ograniczeń budżetowych.
Pewne procesy produkcyjne są bardziej rygorystyczne od innych, jak na przykład aplikacje pakowania na końcu linii produkcyjnej, które są jednymi z najbardziej wymagających dla zastosowania modułów liniowych.
Takie działania jak paletyzacja, pakowanie do skrzyń i kartonów wymagają solidnych i niezawodnych komponentów ruchu.
Co powinien wiedzieć inżynier projektujący lub integrator systemu podczas wyboru modułów liniowych dla tych wysoko wydajnych operacji pakowania? Przyjrzyjmy się niektórym z najważniejszych aspektów wyboru.
Jakiego poziomu precyzji, dokładności i powtarzalności wymaga aplikacja? W większości aplikacji pakowania na końcu linii, angażujących moduły liniowe, akceptowalna jest powtarzalność pozycjonowania do 50 μm.
Weź pod uwagę robot SCARA z próżnią i manipulatorem lub inny zacisk z modułem liniowym. Moduł liniowy wykorzystywany jest do liniowego poruszania robotem w różnych pozycjach, tak by manipulator mógł chwycić skrzynie i ustawić je na paletach.
Ruch musi być powtarzalny, niezawodny i dość precyzyjny, by robot mógł prawidłowo wykonywać swą pracę, jednak nie jest tutaj wymagana wyjątkowa precyzja. Gdy natomiast wymagane jest precyzyjne pozycjonowanie, poproś Twojego dostawcę modułów liniowych o dodanie kodera liniowego.
Moduły liniowe zaprojektowane dla wysoko wydajnych aplikacji wykorzystywane są w wielu obszarach:
Pomyśl o obciążeniach, momentach i siłach, które będzie musiał wytrzymać moduł liniowy. W przypadku wysokowydajnych aplikacji, moduł liniowy musi posiadać zdecydowanie dużą nośność dynamiczną. Jaką nośność może utrzymać moduł liniowy podczas przyspieszania i zwalniania z dużą prędkością?
Przyjrzyj się z specyfikacjom modułu liniowego pod kątem siły naciągu, nośności dynamicznej i momentu zginającego.
Nośność jest bezpośrednio związana z wewnętrzną budową modułu liniowego.
Podczas gdy moduły liniowe wyglądają podobnie w budowie zewnętrznej, część z nich została wykonana do utrzymania dużych obciążeń przy dużej prędkości.
Zanotuj: Zwróć szczególną uwagę na jednostki pryz porównywaniu modułów liniowych.
Niektórzy producenci wykorzystują jednostki metryczne/SI, podczas gdy inni używają jednostek imperialnych lub amerykańskich. Upewnij się, że porównujesz te same jednostki miary podczas kontroli danych specyfikacji.
Należy określić długość skoku oraz przestrzeń wolumetryczną, w której musi zmieścić się system. Na przykład, czy moduł liniowy zostanie zastosowany do poruszania robota w określone pozycje? Jeśli tak, jak długa będzie trasa liniowa robota?
Czy też kilka modułów liniowych zostanie użytych do stworzenia układu kartezjańskiego dla poruszania skrzyniami?
W niektórych przypadkach aplikacji pakowania na końcu linii, ma sens zbudowanie trzyosiowego systemu bramowego poza sztywnymi, wysokowydajnymi modułami liniowymi dla przenoszenia ciężkich ładunków niż użycie robota SCARA o bardziej ograniczonym ładunku użytecznym.
W wielu przypadkach układ bramowy może wymagać tej samej lub mniejszej przestrzeni niż porównywalny system robota SCARA.
Należy wziąć pod uwagę profil ruch, cykl roboczy, czas cyklu i czas oddziaływania w połączeniu z wymaganym okresem eksploatacyjnym.
Wiele aplikacji pakowania, takich jak paletyzacja i pakowanie w kartony wymaga prawie stałego ruchu, gdyż moduły liniowe poruszają się w przód i w tył między różnymi pozycjami.
Upewnij się, że Twój dostawca modułów liniowych przekaże Ci wszystkie i formacje o konserwacji i programie smarowania.
Niektóre moduły liniowe wymagają tylko ponownego smarowania po 20.000 km pracy, podczas gdy inne potrzebują więcej uwagi.
Jakie są warunki robocze modułu liniowego i całego systemu?
Czy wymagane będą specjalne uszczelki w celu ochrony ruchomych części modułu liniowego przed kurzem, wilgocią czy innymi czynnikami zanieczyszczającymi? Zapytaj swego dostawcę czy są one dostępne.
Jak ustawić moduł liniowy w dostępnej przestrzeni? Jak ukierunkowane będą obciążenia i siły? Weź również pod uwagę opcje montażowe.
Wiele czynności pakowania wymaga montażu poziomego, jednak montaż pionowy jest często wymagany w systemach wieloosiowych i przy takich czynnościach jak owijanie folią.
Im więcej informacji przekażesz Twojemu dostawcy modułów liniowych na pierwszym etapie projektowania systemu, tym bardziej udana będzie Twoja aplikacja.
Dodatkowo należy wziąć pod uwagę połączenia między modułami liniowymi w systemach wieloosiowych.
Niektóre dostawcy stosują mocowania, takie jak wsporniki czy płytki zaprojektowane w celu sztywnego połączenia modułów liniowych między sobą, podczas gdy inni pozostawiają zadanie połączenia modułów liniowych użytkownikowi.
Nieprawidłowo połączone systemy mogą powodować takie problemy jak niedokładność równoległości, drgania, zmniejszona dokładność i wreszcie usterki.
W celu wyboru odpowiedniego modułu liniowego dla zadań pakowania, należy znać prędkość skoku oraz wymagane tempo przyspieszenia i zwalniania.
Czy moduł liniowy potrzebuje szybko dopasować swą prędkość do poruszającego się przenośnika taśmowego, by móc chwycić elementy w określonym miejscu w celu ich przeniesienia na paletę?
Może robot potrzebuje kilku sekund na wykonanie ruchu pick-and-place i na ustawienie się w pozycji początkowej po jego zakończeniu.
Są to informacje bardzo potrzebne dostawcy modułu liniowego.
Niektóre wysokowydajne moduły liniowe mogą wytrzymać duże obciążenia przy prędkości do 5 m/s, podczas gdy inne są bardziej ograniczone pod względem prędkości i nośności.
Jak już wspominaliśmy, wiele modułów liniowych ma podobny wygląd na pierwszy rzut oka. Większość wykonana jest z anodyzowanego wytłaczanego aluminium dla uzyskania dużej siły przy małej wadze, ale często tuta kończą się podobieństwa.
Przy wyborze modułu liniowego do ciężkich prac i dużych obciążeń, związanych z czynnościami pakowania na końcu linii, warto zagłębić temat.
Jednym z obszarów zainteresowania jest układ prowadnic.
Wstępnie obciążone prowadnice liniowe pomagają w poprawie dokładności, powtarzalności i sztywności całego systemu ruchu.
Powleczone gumą lub plastykowe koła prowadnicy mogą początkowo dobrze pracować, lecz nie są tak trwałe czy sztywne jak wstępnie obciążone prowadnice.
Należy również wziąć pod uwagę łożyska. Wstępnie obciążone łożyska liniowe wykonane z obrabianej stali zdecydowanie zwiększają sztywność i dokładność systemu.
W przypadku modułów liniowych z napędem pasowym, kolejnym ważnym aspektem jest budowa wała i kół pasowych. Wybierz stalowe koła pasowe ze względu na ich wytrzymałość i trwałość.
Należy również wziąć pod uwagę jak wykonane są wał i zespół kół pasowych: zespoły obrabiane z jednego elementu stalowego oznaczają, że koło pasowe nie ślizga się na wale w przeciwieństwie do wielu rozwiązań, w których koło jet mocowane na wale.
Dodatkowo należy zwrócić uwagę czy koła pasowe mają solidne kołnierze prowadzące pas, w przeciwieństwie do lekkich kołnierzy, które są wciskane lub formowane z kołem pasowym.
Wreszcie należy wybrać wstępnie obciążone łożyska kulkowe promieniowe na kole pasowym zamiast tulejek z plastyku czy z brązu.
Wszystkie te detale w połączeniu z wysokowydajnym modułem liniowym mogą sprostać nawet najbardziej wymagającym aplikacjom pakowania.
W przypadku wyboru szybkobieżnych modułów liniowych do wymagających czynności pakowania, ponad 95% wymagać będzie skrzyni biegów lub reduktora prędkości dla dopasowania bezwładności i jako wzmacniacza momentu.
Niektórzy dostawcy modułów liniowych włączają zintegrowane planetarne skrzynie biegów w kompletny zespół modułu liniowego, by ułatwić wybór. Inni wykorzystują dane wymiarowania silnika.
Poproś Twojego dostawcę modułów liniowych o opracowanie szczegółowej dokumentacji technicznej aplikacji dla producenta silnika, tak by cały system dopasował się prawidłowo w planowanej aplikacji.
Część dostawców oferuje tę dokumentację techniczną w ramach kompleksowej wyceny