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#Tendances produits
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Cinq facteurs clés pour le choix des modules linéaires de précision
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Satisfaire 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 pour sélectionner les modules linéaires, en fonction des exigences spécifiques de production et de performance. Mais il existe des industries et des applications de système pour lesquelles un mouvement précis et exact est l'exigence la plus critique.
En particulier, les applications telles que la fabrication de semi-conducteurs, les machines-outils de découpe laser, l'assemblage électronique et les systèmes d'automatisation des laboratoires nécessitent des modules linéaires de précision qui doivent fonctionner avec une précision extrême des points d'extrémité et un déplacement régulier 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 répondre aux exigences des machines qu'ils construisent.
La nécessité d'un mouvement précis
Les mouvements ultra-précis et délicats pour la découpe laser, les systèmes d'échantillonnage automatisés dans les équipements de tests médicaux ou le déplacement de plaquettes de semi-conducteurs dans un outil de fabrication nécessitent un mouvement extrêmement stable et quasiment exempt de vibrations pendant le déplacement. Atteindre le point final visé avec la plus grande précision est l'objectif principal.
La stabilité du mouvement est souvent essentielle pour protéger les matériaux extrêmement fragiles des dommages ou des dégradations causés par le déplacement linéaire. Les plaquettes de semi-conducteurs en sont un parfait exemple : Elles sont extrêmement délicates et une plaquette finie peut contenir des puces valant potentiellement des millions de dollars, selon sa taille.
Chaque tranche doit être transportée à travers des centaines d'étapes du processus, et chaque fois qu'elle est déplacée d'une étape à l'autre, les vibrations du module linéaire risquent d'endommager la tranche en cours de traitement, réduisant ainsi sa valeur finale. Moins il y a de vibrations, plus le risque est faible.
La précision des points d'extrémité est également essentielle 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 introduit 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 cette précision du point d'arrivée doivent pouvoir être répétés sur des milliers de cycles de mouvement chaque jour. S'il faut quelques millisecondes pour régler avec précision le positionnement des pièces, ces millisecondes se traduisent par des heures de temps de production supplémentaire, ce qui réduit le débit et peut gonfler les coûts et avoir un impact sur les délais de livraison.
Pour atteindre ces objectifs, assurez-vous de prendre en compte la conception, les matériaux, la construction et la fonctionnalité des modules linéaires de précision haute performance.
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 grande 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 usiné. Ces boîtiers présentent généralement beaucoup moins d'élasticité modulaire et de déviation par rapport à la trajectoire souhaitée, par rapport aux modules en aluminium (qui sont également très stables, mais pas au niveau que les boîtiers en acier peuvent supporter).
L'élasticité modulaire permet au module d'épouser la forme du châssis de la machine sur laquelle il est monté. Avec un boîtier en aluminium extrudé, s'il y a une déviation, comme une torsion ou un arc à l'endroit où le module est fixé, il peut refléter cette déviation.
Les modules linéaires de précision étant dotés de boîtiers en acier usiné, ce type de déviation est évité, ce qui garantit une très grande planéité ou rectitude du déplacement. Cela contribue à la réduction des vibrations, à la précision du point final et à la répétabilité de la localisation. En outre, recherchez des modules dotés d'un bord de référence usiné avec des pistes de guidage intégrées au boîtier. Certaines sociétés 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 adapté à l'application
Lorsqu'un fonctionnement très précis est nécessaire, veillez à sélectionner des composants de la bonne taille 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 de composants électroniques, les systèmes de production sont relativement petits, ce qui nécessite des modules de précision compacts qui peuvent facilement s'intégrer dans des espaces machine restreints. De nombreux fournisseurs proposent différentes tailles.
En outre, il est important de prendre en compte d'autres critères de conception de base des mouvements linéaires, tels que l'environnement dans lequel le système fonctionne, l'angle de montage de la charge, la vitesse requise, la distance de déplacement et le cycle de service nécessaire. C'est ce que l'industrie appelle LOSTPED (charge, orientation, vitesse, déplacement, précision, environnement et cycle de service).
Composants du mouvement
Un mouvement précis et stable est également le résultat des composants de mouvement qui entraînent le module linéaire. Pour les modules linéaires de précision, les vis à billes constituent la solution optimale.
Les vis à billes sont ultra-efficaces pour convertir un mouvement rotatif en mouvement linéaire. En tant qu'éléments d'entraînement mécaniques, ils peuvent être installés dans des 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. En particulier, leur capacité à supporter une charge axiale importante en fait souvent un meilleur choix que les moteurs linéaires, notamment dans les applications d'usinage du métal, du bois et de la pierre.
La conception des guides linéaires dans les 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 glissement ou le roulement, les chemins de roulement à l'intérieur du roulement 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 des billes à l'intérieur du bloc de roulement lorsqu'il se déplace sur le rail. Les applications qui se situent à l'extrémité supérieure du spectre de précision peuvent être affectées par un mouvement même infime des billes dans la chambre de recirculation, ou par un léger pivotement du système de rail autour de son axe.
Toute déviation ou tout jeu réduit la précision, et toute rugosité dans la recirculation des billes peut entraîner une imprécision. Pour résoudre ce problème, les principaux fournisseurs de modules linéaires intègrent des guides qui optimisent la recirculation aux points de transition clés, offrant ainsi un mouvement extrêmement régulier 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, offrent un grand nombre des caractéristiques clés requises dans les systèmes automatisés de haute précision et à grande vitesse.
Lubrification et étanchéité
Quelle que soit la qualité de leur conception et de leur ingénierie, 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 intégrée efficacement dans les pratiques de maintenance du système global est de choisir des modules de précision qui facilitent la lubrification permanente des modules.
La plupart des modules de précision sont disponibles avec un lubrifiant industriel classique pour le graissage initial. D'autres modules offrent des options de lubrification plus avancées, par exemple pour répondre aux exigences des salles blanches ou de l'industrie électronique.
Nous avons récemment mis à niveau notre gamme de modules de précision pour inclure les lubrifiants plus avancés LSS standard et LSC pour salles blanches. Il existe également une option de connexion à des systèmes de lubrification centralisée utilisant de la graisse liquide. La re-lubrification automatisée augmente la fiabilité opérationnelle, excluant toute erreur humaine lors de la lubrification manuelle.
Les modules linéaires ont besoin d'être lubrifiés 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 options d'étanchéité proposées par les fournisseurs de modules linéaires de précision, en particulier pour les environnements de salle blanche ou les systèmes d'automatisation de laboratoire contenant des échantillons biologiques sensibles.
Recherchez un écrou de vis à billes de précision et un ensemble de chariot linéaire scellé des deux côtés avec des joints d'assemblage de vis à billes. Cette conception réduit considérablement le risque de fuite de lubrifiants à l'extérieur.
Configuration et assistance 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 disposant d'outils de dimensionnement et de configuration en ligne faciles à utiliser, étape par étape, peut aider les concepteurs de machines à configurer et à commander rapidement les bons modules en cas de besoin. Certaines entreprises permettent également de sélectionner et de dimensionner la combinaison mécanique, moteur et entraînement à l'aide d'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 du dimensionnement spécifique et des exigences de performance de leurs applications, ces experts ont déjà résolu ce type 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 ont besoin d'un mouvement linéaire ultra-précis, d'un transport sans vibration et d'une précision extrême du point final, le choix du module linéaire de précision approprié peut jouer un rôle essentiel dans la productivité, l'efficacité et la qualité de la fabrication.