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#Tendances produits
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Dimensionnement et sélection des systèmes de mouvement linéaire
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QU'EST-CE QUE LOSTPED ?
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L'acronyme LOSTPED peut aider les concepteurs à éviter les erreurs en leur rappelant de prendre en compte tous les facteurs interdépendants pendant le développement et la spécification du système.
Pratiquement tous les processus de fabrication intègrent un certain type de mouvement linéaire. Une erreur fréquente commise par les concepteurs lors du dimensionnement et de la sélection des systèmes de mouvement linéaire est de négliger les exigences critiques de l'application dans le système final. Cela peut conduire à des reconceptions, mais aussi à un système surdimensionné, plus coûteux et moins efficace que souhaité. "LOSTPED" est un acronyme simple qui guide le concepteur dans la collecte des informations nécessaires pour spécifier les composants ou modules de mouvement linéaire appropriés dans une application donnée.
LOSTPED est l'abréviation de Load, Orientation, Speed, Travel, Precision, Environment, and Duty cycle. Chaque lettre représente un facteur qui doit être pris en compte lors du dimensionnement et de la sélection d'un système de mouvement linéaire. Chaque facteur doit être considéré individuellement ainsi qu'en conjonction avec les autres pour assurer la meilleure performance globale du système. Par exemple, la charge impose au système de roulement des exigences différentes lors des accélérations et des décélérations que lors des mouvements à vitesse constante. Comme de plus en plus de solutions de mouvement linéaire passent de composants individuels à des modules linéaires complets ou à des systèmes cartésiens, les interactions entre les composants du système deviennent plus complexes, et la conception du bon système devient plus difficile.
Vous trouverez ci-dessous une description de chaque facteur LOSTPED, ainsi que des questions clés à poser pour déterminer les critères de dimensionnement et de sélection d'un système de mouvement linéaire.
CHARGE
La charge fait référence au poids ou à la force appliquée au système. Tous les systèmes de mouvement linéaire subissent un certain type de charge, comme les forces descendantes dans les applications de manutention ou les charges de poussée dans les applications de perçage, de pressage ou de vissage. D'autres applications sont soumises à une charge constante, comme par exemple une application de manipulation de plaquettes de semi-conducteurs, dans laquelle un FOUP (Front-Opening Unified Pod) est transporté d'une baie à l'autre pour être déposé et récupéré. Un troisième type est défini par des charges variables, comme dans le cas d'une application de distribution médicale, où le réactif est déposé dans une série de pipettes l'une après l'autre, ce qui entraîne une charge plus légère à chaque étape.
Quelle est la source de la charge et comment est-elle orientée ?
Y a-t-il des considérations particulières en matière de manipulation ?
Quelle quantité de poids ou de force doit être gérée ?
La force est-elle une force descendante, une force de soulèvement ou une force latérale ?
ORIENTATION
L'orientation - la position relative ou la direction dans laquelle la force est appliquée - est également importante, mais souvent négligée. Certains types de modules ou d'actionneurs linéaires peuvent supporter des charges plus élevées vers le bas/vers le haut que des charges latérales en raison du système de guidage linéaire utilisé dans la conception du module. D'autres modules, utilisant des guides linéaires différents, peuvent supporter les mêmes charges dans toutes les directions.
Comment le module ou l'actionneur linéaire est-il orienté ?
Est-il horizontal, vertical ou à l'envers ?
Où la charge est-elle orientée par rapport au module linéaire ?
La charge provoquera-t-elle un moment de roulis ou de tangage sur le module linéaire ?
VITESSE
La vitesse et l'accélération influencent le choix d'un système de mouvement linéaire. Une charge appliquée crée des forces bien différentes sur le système pendant l'accélération et la décélération que pendant un mouvement à vitesse constante (figure 2). Le type de profil de déplacement - trapézoïdal ou triangulaire - doit également être pris en compte, car l'accélération nécessaire pour atteindre la vitesse ou la durée de cycle souhaitée sera déterminée par le type de déplacement requis. Un profil de déplacement trapézoïdal signifie que la charge accélère rapidement, se déplace à une vitesse relativement constante pendant un certain temps, puis ralentit. Un profil de déplacement triangulaire signifie que la charge accélère et décélère rapidement, comme dans les applications de ramassage et de dépôt de point à point. La vitesse et l'accélération sont également des facteurs essentiels pour déterminer l'entraînement linéaire approprié, qui est généralement une vis à billes, une courroie ou un moteur linéaire.
Quelle vitesse ou quel temps de cycle doit-on atteindre ?
S'agit-il d'une vitesse constante ou d'une vitesse variable ?
Quel sera l'impact de la charge sur l'accélération et la décélération ?
Le profil de déplacement est-il trapézoïdal ou triangulaire ?
Quel entraînement linéaire répondra le mieux aux besoins de vitesse et d'accélération ?
VOYAGE
Le déplacement fait référence à la distance ou à l'amplitude du mouvement. Il faut non seulement tenir compte de la distance de déplacement, mais aussi de la surcourse. Le fait d'autoriser une certaine "course de sécurité", ou un espace supplémentaire, en fin de course garantit la sécurité du système en cas d'arrêt d'urgence.
Quelle est la distance ou l'amplitude du mouvement ?
Quelle est la surcourse nécessaire en cas d'arrêt d'urgence ?
PRECISION
La précision est un terme général qui est souvent utilisé pour définir la précision de déplacement (comment le système se comporte lorsqu'il se déplace d'un point A à un point B) ou la précision de positionnement (dans quelle mesure le système atteint la position cible). Il peut également faire référence à la répétabilité, ou à la façon dont le système revient à la même position à la fin de chaque course. Comprendre la différence entre ces trois termes peut être essentiel pour répondre aux spécifications de performance et ne pas surcompenser un haut degré de précision qui pourrait être inutile.
Mais la principale raison de réfléchir aux exigences de précision est le choix du mécanisme d'entraînement : entraînement par courroie, vis à billes ou moteur linéaire. Chaque type offre des compromis entre la précision, la vitesse et la capacité de charge, et le meilleur choix est dicté principalement par l'application.
Quelle est l'importance de la précision de la course, de la précision du positionnement et de la répétabilité dans l'application ?
La précision est-elle plus importante que la vitesse ou d'autres facteurs LOSTPED ?
ENVIRONNEMENT
L'environnement fait référence aux conditions dans lesquelles le système va fonctionner. Par exemple, des températures extrêmes peuvent affecter les performances des composants en plastique et la lubrification du système. De même, la saleté, les liquides et autres contaminants peuvent endommager les chemins de roulement et les éléments porteurs. Il s'agit d'un facteur de performance souvent négligé qui peut influencer considérablement la durée de vie d'un système de mouvement linéaire. Des options telles que les bandes d'étanchéité et les revêtements spéciaux peuvent aider à prévenir les dommages causés par ces facteurs environnementaux, tandis qu'une lubrification spéciale et une pression d'air positive peuvent rendre le module ou l'actionneur adapté à une utilisation en salle blanche.
Quels types de dangers ou de contaminants sont présents (par exemple, des températures extrêmes, de la saleté, de la poussière ou des liquides) ?
Inversement, le système de mouvement linéaire lui-même est-il une source potentielle de contaminants pour l'environnement (ESD, lubrifiants ou particules) ?
CYCLE D'USAGE
Le cycle d'utilisation est la quantité de temps qu'il faut pour compléter un cycle de fonctionnement. Dans tous les actionneurs linéaires, ce sont les composants internes qui déterminent généralement la durée de vie du système final. La durée de vie d'un roulement à l'intérieur d'un module, par exemple, est directement affectée par la charge appliquée, mais aussi par le cycle de service que le roulement subira. Un système de mouvement linéaire peut répondre aux six facteurs précédents, mais s'il fonctionne en continu, il atteindra la fin de sa vie beaucoup plus tôt que s'il ne fonctionne que huit heures par jour, cinq jours par semaine. En outre, le temps d'utilisation par rapport au temps de repos influence l'accumulation de chaleur à l'intérieur du système de mouvement linéaire et a un impact sur la durée de vie du système et le coût de possession. En clarifiant ces questions à l'avance, on peut gagner du temps et éviter des complications par la suite.
À quelle fréquence le système est-il utilisé, y compris les temps d'arrêt entre les courses ou les déplacements ?
Combien de temps le système doit-il durer ?
CONCLUSION
Bien que LOSTPED fournisse des conseils pour le dimensionnement et la sélection d'un système de mouvement linéaire, les concepteurs devraient consulter le service d'ingénierie d'application d'une entreprise pour obtenir les meilleurs résultats. Ce service a généralement l'expérience de centaines d'applications et peut formuler des recommandations importantes en termes de temps et de coûts.