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#Tendances produits
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Cinq facteurs clés pour la sélection des modules linéaires de précision
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La compréhension des caractéristiques de conception et de performance peut aider les concepteurs de machines et de systèmes à sélectionner les meilleurs produits pour répondre aux exigences des machines qu'ils construisent.
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Les modules linéaires prêts à installer sont utilisés dans de nombreuses industries différentes pour déplacer des matériaux, des produits et des outils de production dans une grande variété de machines.
Les concepteurs de machines ont le choix entre plusieurs options lorsqu'ils sélectionnent des modules linéaires, en fonction des exigences spécifiques de production et de performance. Mais il existe des secteurs et des applications de systèmes où la précision et l'exactitude du mouvement sont les plus importantes.
En particulier, des applications telles que la fabrication de semi-conducteurs, les machines-outils de découpe laser, l'assemblage électronique et les systèmes d'automatisation de laboratoire nécessitent des modules linéaires de précision qui doivent fonctionner avec une précision extrême des points finaux et un déplacement en douceur avec un minimum de vibrations tout au long du cycle de mouvement.
La compréhension de plusieurs caractéristiques clés de conception et de performance qui distinguent les modules linéaires de précision peut aider les concepteurs de machines et de systèmes à sélectionner les meilleurs produits pour satisfaire aux exigences des machines qu'ils construisent.
La nécessité d'une motion précise
Les mouvements ultra-précis et délicats pour la découpe laser, les systèmes d'échantillonnage automatisés dans les équipements d'essais médicaux ou le déplacement de plaquettes de semi-conducteurs dans un outil de fabrication nécessitent un mouvement extrêmement stable, presque sans vibration, pendant le déplacement. Atteindre le point final visé avec la plus grande précision est l'objectif premier.
Un mouvement stable est souvent essentiel pour protéger les matériaux extrêmement fragiles des dommages ou des dégradations causés par un déplacement linéaire. Les plaquettes de semi-conducteurs en sont un parfait exemple : Elles sont extrêmement délicates, et une plaquette finie peut contenir des puces pouvant valoir des millions de dollars, selon la taille.
Chaque plaquette doit être transportée à travers des centaines d'étapes de processus, et chaque fois qu'elle est déplacée d'une étape à l'autre, les vibrations dans le module linéaire risquent d'endommager la plaquette en cours de fabrication, réduisant ainsi sa valeur finale. Moins il y a de vibrations, plus le risque est faible.
La précision du point final est tout aussi cruciale pour la productivité. Si un plateau de pièces électroniques se déplace dans un processus d'assemblage automatisé à grande vitesse, la productivité maximale est atteinte lorsque le module linéaire amène le plateau dans l'outil d'assemblage avec une précision de l'ordre du micron.
Il est également important de noter que ce mouvement stable et la précision du point final doivent être reproductibles à travers des milliers de cycles de mouvement chaque jour. S'il faut plusieurs millisecondes pour régler avec précision le positionnement des pièces, ces millisecondes représentent des heures de production supplémentaires, ce qui réduit le débit et peut gonfler les coûts et avoir un impact sur les délais de livraison.
Pour atteindre ces objectifs, il faut tenir compte de la conception, des matériaux, de la construction et de la fonctionnalité des modules linéaires de haute performance et de précision.
Matériaux de construction
La conception du boîtier du module et les matériaux de construction sont des facteurs critiques qui peuvent régir la précision et la répétabilité à long terme.
Dans le monde des modules linéaires, l'aluminium ou l'acier est le plus souvent utilisé pour créer les boîtiers, ou "profils" Les boîtiers en aluminium sont couramment utilisés dans les modules linéaires plus standard, car ils peuvent être extrudés de manière rentable pour satisfaire une plus large gamme de tailles et de longueurs de modules.
Cependant, il est important de considérer les modules linéaires de précision fabriqués avec des boîtiers en acier usinés. Ces boîtiers présentent généralement une élasticité modulaire et un écart par rapport à la trajectoire souhaitée beaucoup plus faibles que les modules à base d'aluminium (qui sont également très stables, mais tout simplement pas au niveau que les boîtiers en acier peuvent supporter).
L'élasticité modulaire fait que le module prend la forme du châssis de la machine sur laquelle il est monté. Avec un boîtier en aluminium extrudé, s'il y a une certaine déviation - comme une torsion ou un arc à l'endroit où le module est fixé - elle peut refléter cette déviation.
Comme les modules linéaires de précision ont des boîtiers en acier usinés, ce type d'écart est évité, ce qui garantit une très grande planéité ou rectitude de déplacement. Cela contribue à la réduction des vibrations, à la précision du point final et à la répétabilité de la localisation. De plus, recherchez des modules qui ont un bord de référence usiné avec des pistes de guidage intégrées sur le boîtier. Certaines entreprises comme Bosch Rexroth permettent même à l'utilisateur de spécifier quel côté a le bord de référence usiné pour un montage plus rapide et un alignement facile.
Un dimensionnement approprié pour une bonne application
Lorsqu'une opération très précise est nécessaire, il faut s'assurer de choisir des composants de taille appropriée pour supporter la charge. Une charge axiale ou de torsion, par exemple, peut nécessiter des composants plus larges ou plus lourds qu'une simple charge radiale. En outre, pour de nombreuses applications avancées dans les machines-outils, la production de semi-conducteurs et la fabrication électronique, les systèmes de production sont relativement petits, ce qui nécessite des modules de précision compacts qui peuvent facilement s'intégrer dans des espaces machines restreints. De nombreux fournisseurs proposent des tailles différentes.
En outre, il est important de prendre en compte d'autres critères de base de conception de mouvement linéaire, tels que l'environnement dans lequel le système fonctionne, l'angle auquel la charge est montée, la vitesse requise, la distance de déplacement et le cycle de fonctionnement requis. Dans l'industrie, on appelle cela LOSTPED (charge, orientation, vitesse, déplacement, précision, environnement et cycle de fonctionnement).
Composantes de la motion
Un mouvement précis et stable est également un produit des composantes du mouvement qui entraînent le module linéaire. Pour les modules linéaires de précision, les entraînements par vis à billes constituent la solution optimale.
Les vis à billes sont très efficaces pour convertir un mouvement rotatif en mouvement linéaire. En tant qu'éléments d'entraînement mécaniques, ils peuvent être installés dans les orientations X-Y-Z et effectuer des mouvements avec la précision et la répétabilité nécessaires.
Les vis à billes avec joints à contact intégral offrent une combinaison unique de rigidité élevée, de haute précision et de vitesse respectable, ce qui les rend utiles dans une grande variété d'applications de mouvement de précision. Plus précisément, leur capacité à supporter une charge axiale importante en fait souvent un meilleur choix que les moteurs linéaires, notamment dans les applications de coupe de métaux, de bois et de pierre.
La conception des guides linéaires en modules de précision est tout aussi importante. La précision des guides linéaires dépend de nombreux facteurs : la précision du rail sur lequel se déplace le bloc de roulement ou le palier, les chemins de roulement à l'intérieur du palier dans lesquels se déplacent les billes ou les rouleaux et la planéité de la surface de montage du rail.
L'un des aspects les plus importants à évaluer est la régularité de la recirculation de la balle à l'intérieur du bloc de roulement lorsqu'elle se déplace le long du rail. Les applications à l'extrémité supérieure du spectre de précision peuvent être affectées par un mouvement même minuscule des billes dans la chambre de recirculation, ou par un léger pivotement du système de rail autour de son axe.
Toute déviation ou dégagement réduit la précision, et toute rugosité dans la recirculation des billes peut entraîner une imprécision. Pour remédier à ce problème, les principaux fournisseurs de modules linéaires intègrent des guides qui optimisent la recirculation aux points de transition clés, assurant un mouvement extrêmement doux et constant lorsque les billes circulent dans les chemins de roulement.
Les modules linéaires de précision qui comportent à la fois des assemblages de vis à billes et des guides linéaires optimisés, combinés à des boîtiers en acier, fournissent un grand nombre des caractéristiques clés requises dans les systèmes automatisés de haute précision et à grande vitesse.
Lubrification et étanchéité
Aussi bien conçus et conçus soient-ils, les modules linéaires ont besoin d'une lubrification appropriée tout au long de leur cycle de vie pour maintenir un mouvement précis et stable. Une façon de s'assurer que la lubrification est efficacement intégrée dans les pratiques de maintenance du système global est de sélectionner des modules de précision qui rendent la lubrification des modules plus facile et plus pratique sur une base continue.
La plupart des modules de précision sont disponibles avec un lubrifiant industriel classique pour le graissage initial. D'autres modules ont le choix pour des offres de lubrification plus avancées, par exemple pour répondre aux exigences des salles blanches ou de l'industrie électronique.
FUYU Motion a récemment mis à jour sa gamme de modules de précision pour y inclure des lubrifiants pour salle blanche LSS et LSC plus avancés. Il existe également une option permettant de se connecter à des systèmes de lubrification centralisés utilisant de la graisse liquide. Le re-lubrification automatisée augmente la fiabilité opérationnelle, excluant toute erreur humaine lors de la lubrification manuelle.
Les modules linéaires nécessitent une lubrification car ils comportent des pièces mobiles, mais ces dernières peuvent générer de minuscules particules en suspension dans l'air si le module n'est pas correctement scellé (les lubrifiants eux-mêmes peuvent également se disperser dans l'air). Il est important d'évaluer à l'avance les possibilités d'étanchéité offertes par les fournisseurs de modules linéaires de précision, en particulier pour les environnements de salles blanches ou les systèmes d'automatisation de laboratoires contenant des échantillons biologiques sensibles.
Cherchez un écrou de vis à billes de précision et un ensemble de chariot linéaire qui est scellé des deux côtés avec des joints d'assemblage de vis à billes. Cette conception réduit considérablement le risque que des lubrifiants s'échappent à l'extérieur.
Configuration et support technique
Un dernier élément à prendre en compte lors de la sélection de modules linéaires de précision est le niveau d'assistance technique disponible auprès du fournisseur pour aider les constructeurs de machines à sélectionner, spécifier, configurer et commander les modules dont ils ont besoin.
Le choix d'un fournisseur de modules linéaires doté d'outils de dimensionnement et de configuration en ligne faciles à utiliser, étape par étape, peut aider les concepteurs de machines à configurer rapidement et à commander les bons modules lorsque cela est nécessaire. Certaines entreprises permettent également de sélectionner et de dimensionner la mécanique, le moteur et la combinaison d'entraînement avec un seul outil.
Lorsqu'une aide directe est nécessaire, il est également judicieux de travailler avec des fournisseurs de modules linéaires ayant une grande expérience des technologies de mouvement linéaire. Ces entreprises fournissent une assistance technique par des experts en ingénierie du mouvement linéaire par téléphone, par courrier électronique ou par des outils de chat en ligne en temps réel. Dans de nombreux cas, lorsque les constructeurs de machines ne sont pas sûrs des exigences spécifiques de dimensionnement et de performance de leurs applications, ces experts auront déjà résolu ce genre de problèmes par le passé.
Pour les systèmes d'automatisation les plus avancés d'aujourd'hui, atteindre des niveaux de débit élevés ne devrait pas nécessiter de sacrifier la qualité à la vitesse. En particulier pour les industries et les applications qui nécessitent un mouvement linéaire ultra-précis, un transport sans vibrations et une précision extrême des points finaux, le choix du bon module linéaire de précision peut jouer un rôle essentiel dans la productivité, l'efficacité et la qualité de la fabrication.