LOSTPED als geheugensteuntje

LOSTPED is een acroniem dat staat voor Load, Orientation, Speed, Travel, Precision, Environment en Duty Cycle. Oftewel: de zeven factoren die een rol spelen bij het dimensioneren en selecteren van een lineair bewegingssysteem. Om tot de beste systeemprestaties te komen, moeten engineers en designers al deze factoren kritisch overwegen, zowel afzonderlijk als in combinatie met de andere factoren.

Helaas zien ontwerpers deze kritieke eisen nog wel eens over het hoofd bij het dimensioneren en selecteren van lineaire systemen. Met alle negatieve gevolgen van dien, zoals extra kosten voor het herzien van het ontwerp of in het ergste geval: voor aanpassingen aan de machine. Bovendien kan een incomplete aanpak leiden tot een systeem dat duurder en complexer is dan noodzakelijk.

Alle informatie

"Omdat engineers en designers tegenwoordig zóveel oplos-singen voor handen hebben, is het voor hen niet eenvoudig om de juiste keuzes te maken”, aldus Roel Boessen, Sales Factory Automation bij Bosch Rexroth. “Hoeveel belasting moet een systeem aankunnen? Hoe snel moet het systeem bewegen? En welk ontwerp is het kostenefficiëntst? Om ontwerpers te helpen bij het verzamelen van alle informatie die nodig is om voor applicaties de juiste eisen aan een lineaire systeem vast te stellen, biedt LOSTPED een meer dan welkom geheugensteuntje.”

Zorgvuldig overwegen

Volgens Boessen kiezen engineers en designers steeds vaker voor lineaire modules in plaats van losse lineaire componenten. “Daardoor wordt de interactie tussen de systeemcomponenten – zoals lineaire geleidingen en kogel-omloop-spindels, riemaandrijvingen of lineaire motoren – complexer. En dat maakt het ontwerpen van een optimaal presterend systeem uitdagender. Ontwerpers kunnen LOSTPED dan als ezelsbruggetje gebruiken. Vooral om er zeker van te zijn dat alle individuele en samenhangende factoren zorgvuldig overwogen worden.”

Hieronder omschrijven we de zeven factoren van LOSTPED, inclusief de belangrijkste vragen die ontwerpers moeten stellen bij het dimensioneren en selecteren van een lineair bewegingssysteem.

Load

Load staat voor de belasting. Dat is het gewicht of de kracht die op het systeem wordt uitgeoefend. Alle lineaire systemen komen in aanraking met een zekere belasting. Denk aan neerwaartse krachten in handelingssystemen of aan drukbelastingen bij applicaties waarin geboord, geperst of geschroefd wordt. Andere applicaties ondervinden een constante belasting, zoals het handelen van wafers. Hierbij wordt een FOUP (Front-Opening Unified Pod) verplaatst van de ene naar de andere positie. Een derde type belasting is te definiëren als variërende belastingen, zoals bij een dispenser. Hierbij neemt de belasting bij elke stap af.

Orientation

De oriëntatie is ook belangrijk. Hiermee wordt de relatieve positie of richting waarin de kracht wordt uitgeoefend bedoeld. Sommige lineaire modules kunnen – dankzij de geleiding en het ontwerp van het systeem – meer druk- of trekkrachten weerstaan dan zijdelingskrachten dankzij de lineaire geleidingen die worden gebruikt in de module. Andere modules kunnen – dankzij andere geleidingen – in alle richtingen even zwaar belast worden. Boessen: “Neem de Rexroth Compact Module CKK. Omdat deze twee kogelomloop-geleidingen heeft, zetten we deze module vaak in bij axiale belastingen. Maar we gebruiken deze ook als modules zijdelings gemonteerd moeten worden. Omdat leveranciers van lineaire modules vooral oplossingen bedenken voor specifieke situaties, is het belangrijk om de allerbeste modules te kiezen. Dat zijn modules die precies de belasting aankunnen die de vereiste oriëntatie vraagt.”

Speed

Ook snelheid en acceleratie beïnvloeden de keuze voor een lineair systeem. Een last versnellen of vertragen zorgt immers voor heel andere krachten dan wanneer iets met een constante snelheid beweegt. Ook het bewegingsprofiel – zoals trapezium- of driehoeksbedrijf – moet zorgvuldig worden afgewogen, aangezien de benodigde acceleratie om een bepaalde snelheid of cyclustijd te bereiken sterk afhangt van het type beweging. Bij een trapeziumvormig bewegingsprofiel wordt de last versneld, om deze vervolgens op constante snelheid te bewegen en daarna weer af te remmen. Een dergelijk bedrijf is typisch voor point-to-point bewegingen, zoals een pick-and-place-toepassing. Snelheid en versnelling zijn daarnaast ook bepalend bij de keuze voor het aandrijfmedium, zoals een kogelomloop-spindel, tandriem of lineaire motor.

Travel

Hiermee bedoelen we de slag. Oftewel: de afstand of de af te leggen weg. Het is belangrijk om hierbij niet alleen te letten op de effectieve slag, maar ook op de uitloopafstand. Door aan het einde van de slag veiligheidsmarge aan te houden, blijft er ruimte over om af te remmen. Bijvoorbeeld in het geval van een noodstop.

Precision

Nauwkeurigheid is een breed begrip. Vaak wordt het gebruikt in relatie tot de slag (hoe gedraagt een systeem zich tijdens het bewegen van punt A naar B) of de positioneernauwkeurigheid (hoe dicht kan het systeem bij de doelpositie komen). In andere gevallen wordt de herhaalnauwkeurigheid bedoeld: hoe goed wordt dezelfde eindpositie benaderd bij verschillende slagen in dezelfde omstandigheden? Het is belangrijk om het verschil tussen deze vormen (slag-, positioneer- of herhaalnauwkeurigheid) goed te begrijpen. Alleen dan kan immers met zekerheid worden gesteld of een systeem voldoet aan de eisen. Let er bij deze factor ook op dat een systeem niet onnodig nauwkeurig wordt uitgevoerd.

De belangrijkste reden om zorgvuldig na te denken over de gewenste nauwkeurigheid is hiermee echter nog niet genoemd. Dat is namelijk de keuze van het aandrijfmedium: een tandriem-, spindel- of lineaire motor. Elk aandrijfmedium heeft specifieke eigenschappen op het gebied van snelheid, nauwkeurigheid en belastbaarheid. De toepassing dicteert hierbij vanzelfsprekend de beste keuze.

Environment

Met omgeving bedoelen we de condities waarin een sys-teem wordt gebruikt. Zo kunnen extreme temperaturen de prestaties van kunststofcomponenten en smeermiddelen beïnvloeden. Vuil, vloeistoffen en andere vervuilingen kunnen ervoor zorgen dat de loopvlakken en rolelementen in de geleidingen beschadigen. Met afdekstrips en speciale coatings is de schade door omgevingsfactoren te beperken. Daarnaast maken speciale smeermiddelen en het gebruik van overdruk het mogelijk om modules of actuatoren in cleanrooms in te zetten.

Duty Cycle

Met Duty Cycle bedoelen we de hoeveelheid tijd die nodig is om een bewerkingscyclus te voltooien. In lineaire systemen bepalen de interne componenten de levensduur van het uiteindelijke systeem. Neem de levensduur van een lager. Die wordt direct beïnvloed door de toegepaste belasting, maar ook door de inschakelduur die het lager zal ondergaan. Als een lineair bewegingssysteem 24/7 actief is, bereikt het dus eerder het einde van zijn levensduur dan wanneer het slechts een deel van de dag draait. Ook de hoeveelheid gebruikstijd versus de rusttijd heeft invloed op de warmteopbouw in een lineair bewegingssysteem. En dat heeft weer een directe invloed op de levensduur van het systeem en de eigendomskosten. Door dit vooraf te verduidelijken, kun je later veel tijd en ergernis besparen.

Aansluitend op LOSTPED heeft Bosch Rexroth een selectie- en dimensioneringstool ontwikkeld: LinSelect. Deze tool vereenvoudigt het selecteren van meerassige systemen, lineaire assen, actuatoren en Smart Function Kits fundamenteel.

Dat biedt engineers en designers veel voordelen:

▶Snelle engineering: binnen vijf minuten resultaat

▶Naadloos selectie-, configuratie- en bestelproces

▶Mechanica, motor en aandrijf-combinatie selecteren met één stuk gereedschap

▶Nauwkeurige en betrouwbare resultaten

▶Altijd up-to-date: productgege-vens continu aangeleverd

Bovendien helpt de duidelijke en intuïtieve gebruikersinterface van LinSelect engineers en designers stap-voor-stap naar het ideale resultaat.