Granitowy system-łożyska powietrznego łączy w sobie precyzyjnie-obrobioną maszynowo podstawę maszyny z granitu z technologią bezkontaktowego-powietrznego-łożyska, aby zapewnić płynny, powtarzalny ruch wymagającego sprzętu. W produkcji półprzewodników, metrologii optycznej, pomiarach współrzędnych, przetwarzaniu laserowym i kontroli-w wysokiej rozdzielczości architektura ta może pomóc w zmniejszeniu tarcia, zużycia, wytwarzania cząstek i zakłóceń ruchu.
Zasada jest prosta: sprężone powietrze tworzy cienką warstwę pomiędzy poruszającą się powierzchnią nośną a bardzo dokładną powierzchnią prowadzącą. Ruchomy element raczej unosi się w powietrzu, niż toczy się lub ślizga w wyniku kontaktu mechanicznego. Jednak wydajność systemu zależy od znacznie więcej niż samego łożyska. Granitowa powierzchnia odniesienia, projekt konstrukcyjny, dopływ powietrza, metoda montażu, kontrola czystości, napęd ruchu i strategia metrologiczna mają wpływ na wynik końcowy. Stopnie łożysk-powietrznych są powszechnie stosowane tam, gdzie ważny jest ruch bez tarcia, duża prostoliniowość, stabilna prędkość i powtarzalne pozycjonowanie.
Dla konstruktorów sprzętu kluczową kwestią jest nie tylko to, czy zastosować łożysko powietrzne. Zależy to od tego, czy kompletny system-granitowy i-powietrzny-jest zaprojektowany pod kątem rzeczywistego zastosowania.
Jak działa system łożysk-granitowo-powietrznych
Granitowy system nośny-powietrzny zazwyczaj składa się z:precyzyjna podstawa z granitulub prowadnica,-wózek z łożyskiem powietrznym, kontrolowany dopływ powietrza, układ napędowy, sprzężenie zwrotne położenia i zespół konstrukcyjny podtrzymujący ładunek.
Podstawa maszyny granitowej działa jako stabilne odniesienie geometryczne. Jego precyzyjnie-obrobiona powierzchnia zapewnia tor, po którym porusza się wózek. Powietrze pod ciśnieniem jest dostarczane przez element-przenoszący powietrze, tworząc cienką warstwę powietrza oddzielającą ruchomy wózek od granitowej powierzchni.
Ponieważ podczas normalnej pracy nie ma kontaktu z elementami tocznymi, stolik pozwala uniknąć kilku efektów związanych z konwencjonalnymi prowadnicami mechanicznymi:
- Tarcie mechaniczne podczas ruchu
- Stick-poślizg przy niskiej prędkości
- Zużycie spowodowane bezpośrednim kontaktem tocznym lub ślizgowym
- Zanieczyszczenia-smarami w odpowiednich środowiskach
- Zaburzenia odwrócenia i histereza związana z mechanizmami stykowymi
- Generowanie cząstek spowodowane kontaktem mechanicznym
Łożyska powietrzne mogą wykorzystywać różne zasady-dystrybucji powietrza, w tym konstrukcje oparte na kryzach-i porowate-media. W porowatych-łożyskach z mediami sprężone powietrze przechodzi przez wiele małych ścieżek w porowatym materiale, tworząc rozproszoną poduszkę powietrzną. Może to zapewnić bardziej równomierne pole ciśnienia na powierzchni łożyska niż ograniczona liczba dyskretnych punktów zasilania, w zależności od konstrukcji łożyska.
Typowy układ ruchu z łożyskiem powietrznym- może również zawierać silniki liniowe do napędu bezpośredniego oraz enkodery optyczne lub interferometry laserowe do sprzężenia zwrotnego. W rezultacie może powstać-wysoko wydajna platforma do skanowania, pomiarów, kontroli płytek, precyzyjnego transportu lub pozycjonowania optycznego.
Dlaczego granit jest używany jako struktura referencyjna
Szczelina powietrzna w układzie-łożyska powietrznego jest niezwykle mała. Dlatego powierzchnia prowadząca musi być stabilna, gładka i kontrolowana geometrycznie. Nawet niewielkie odchylenia w lokalnej płaskości, szwach, stanie powierzchni lub wyrównaniu instalacji mogą mieć wpływ na zachowanie-szczelin powietrznych, płynność ruchu, prostotę i powtarzalność.
Precyzyjny granit jest często wybierany jako materiał konstrukcyjny i odniesienia, ponieważ oferuje kilka przydatnych właściwości w zastosowaniach ultra{0}}precyzyjnych:
| Czynnik wyboru | Znaczenie w-układzie łożysk powietrznych | Rozważania projektowe |
|---|---|---|
| Płaskość powierzchni | Obsługuje spójne zachowanie-szczeliny powietrznej | Zdefiniuj płaskość i lokalną płaskość w oparciu o konstrukcję łożyska |
| Prostota | Wpływa na dokładność ruchu-liniowego | Powierzchnie odniesienia szyny sterującej lub prowadnicy |
| Tłumienie drgań | Pomaga ograniczyć zakłócenia procesów optycznych i metrologicznych | Oceń całą podstawę, ramę nośną, podłogę i system izolacji |
| Stabilność wymiarowa | Obsługuje długoterminową-spójność geometryczną | Weź pod uwagę środowisko operacyjne i kontrolę termiczną |
| Odporność na korozję | Pomaga w kontrolowanych i czystych środowiskach przemysłowych | Przejrzyj narażenie na chemikalia i proces czyszczenia |
| Zachowanie nie-magnetyczne | Może być przydatny w przypadku wrażliwych instrumentów | Potwierdź rzeczywiste wymagania dotyczące czujnika i siłownika |
| Wstaw integrację | Umożliwia montaż silników, enkoderów, szyn, pokryw i osprzętu | Wcześnie określ lokalizacje wstawek i odniesienia do punktów odniesienia |
| Możliwość wyświetlania w dużym-formacie | Obsługuje konfiguracje o długim skoku i wielu-osiach | Sprawdź wydajność obróbki, obsługi i kontroli |
UNPARALLELED® wykorzystuje-czarny granit o dużej gęstości, o deklarowanej gęstości około 3100 kg/m3, do zastosowań wymagających precyzji i stabilności. Materiał jest wybierany w ramach pełnego procesu produkcyjnego, który obejmuje wybór-surowego kamienia, obróbkę skrawaniem, precyzyjne szlifowanie, integrację płytki, kontrolę i montaż.
Granit nie gwarantuje automatycznie skutecznego systemu-powietrznego. Układ podpór, profil obciążenia, ruchoma masa, dobór siłownika, geometrię podstawy, warunki temperaturowe i-jakość powierzchni prowadzącej należy ocenić łącznie. Producenci łożysk powietrznych-w szczególności zwracają uwagę, że-należy wziąć pod uwagę wykończenie powierzchni prowadzącej, lokalną płaskość i szwy, ponieważ wpływają one na roboczą szczelinę powietrzną i działanie łożyska.
Typowe zastosowania granitowych łożysk powietrznych
Granitowe systemy łożysk powietrznych-są powszechnie stosowane tam, gdzie płynny,-kontaktowy ruch i bardzo stabilna geometria są ważniejsze niż zwykła wytrzymałość mechaniczna lub niski koszt początkowy.
Typowe zastosowania obejmują:
- Sprzęt do kontroli płytek półprzewodnikowych i-obsługiwania płytek
- Metrologia optyczna i inspekcja wizyjna-o wysokiej rozdzielczości
- Współrzędnościowe maszyny pomiarowe i precyzyjne systemy pomiarowe
- Sprzęt do obróbki laserowej i-pozycjonowania wiązki laserowej
- Przemysłowe systemy kontroli tomograficznej i rentgenowskiej-
- Systemy AOI i platformy-elektronicznej kontroli komponentów
- Precyzyjny sprzęt skanujący
- Płaskie-wyświetlacze panelowe i sprzęt do produkcji fotoniki
- Instrumenty naukowe i platformy badawcze
- Stopnie XY z-łożyskami powietrznymi, systemy XY-theta i wieloosiowe-zespoły ruchu
W systemach CMM od dawna stosuje się łożyska powietrzne, aby zapewnić płynny i powtarzalny ruch sondy. Pomagają zmniejszyć opór ruchu i efekty odwrócenia, które mogą zakłócać wydajność pomiaru. Granitowe powierzchnie robocze i odniesienia konstrukcyjne są również powszechne w tych systemach, ponieważ zapewniają stabilne,-precyzyjnie obrobione punkty odniesienia dla osprzętu, objętości pomiarowych i ruchomych konstrukcji.
W przypadku zastosowań półprzewodnikowych granitowa platforma nośna-może obsługiwać stolik płytkowy, system kamer, moduł optyczny lub zespół skanujący-o wysokiej rozdzielczości. Granitowa podstawa staje się płaszczyzną odniesienia; łożyska powietrzne zapewniają prowadzenie bez tarcia; silnik liniowy zapewnia ruch; a enkoder lub interferometr sprawdza położenie.
Przykład inżynieryjny: platforma do kontroli płytek optycznych
Weźmy pod uwagę producenta sprzętu opracowującego maszynę do-kontroli płytek optycznych. System wymaga platformy XY do płynnego przesuwania płytki lub głowicy obrazującej po dużym obszarze roboczym. Zawiera kamerę-o wysokiej rozdzielczości, moduł oświetlenia, precyzyjną oś ogniskowania, sprzężenie zwrotne enkodera i silnik liniowy-z napędem bezpośrednim.
Konwencjonalny stopień łożyska tocznego-może być wystarczający w wielu zastosowaniach automatyki przemysłowej. Jeśli jednak proces kontroli jest wrażliwy na zakłócenia ruchu-z małą prędkością, wibracje, wytwarzanie cząstek lub tętnienie prędkości, zespół inżynierów może ocenić architekturę łożyska powietrznego.-
W tym przykładzie podstawa maszyny do granitu może obejmować:
- Dwie precyzyjne powierzchnie prowadzące wózka{0}}pneumatycznego
- Obszary odniesienia-kontrolowane pod względem płaskości dla modułów optycznych
- Wkładki gwintowane do liniowych-torów lub cewek magnesów silnika
- Powierzchnie montażowe-enkodera
- Kanały-do prowadzenia kabli i osłony ochronne
- Powierzchnie odniesienia do wyrównania zespołu
- Interfejsy do nóżek poziomujących lub uchwytów-izolujących drgania
- Precyzyjne powierzchnie uchwytu waflowego lub uchwytu próżniowego
Podstawy nie należy projektować wyłącznie z obwiedni XY. Dostawca musi znać ładunek, ruchomą masę, profil przyspieszenia, rozstaw prowadnic, wymaganą dokładność geometryczną, punkty podparcia, warunki środowiskowe i pożądaną dokumentację inspekcyjną.
Tutaj również niestandardowa podstawa maszyny do granitu różni się od standardowej granitowej płyty powierzchniowej. Podstawa maszyny musi integrować interfejsy funkcjonalne, zachowując jednocześnie krytyczne powierzchnie geometryczne wymagane przez system ruchu.
Czynniki wyboru dla konstruktorów sprzętu
Wybierając granitowe łożysko powietrzne-, producenci sprzętu powinni ocenić następujące obszary na wczesnym etapie procesu projektowania.
Dopływ powietrza i czystość
Łożyska powietrzne wymagają czystego i stabilnego źródła sprężonego-powietrza. Wilgoć, olej, cząsteczki lub zmiany ciśnienia mogą mieć wpływ na działanie i mogą zanieczyścić wrażliwy sprzęt. System przygotowania-powietrza należy określić jako część platformy ruchu, a nie traktować go później.
Wymaganą jakość powietrza, filtrację, stabilność ciśnienia, rozmieszczenie rurociągów, metodę monitorowania i reakcję na przerwy w dostawie powietrza należy omówić z dostawcą-łożysk powietrznych i integratorem systemu.
Jakość powierzchni i lokalna geometria
Granitowa powierzchnia prowadnicy musi spełniać wymagania dotyczące płaskości, prostoliniowości i{0}}wykończenia powierzchni wybranego łożyska powietrznego. Akceptowalne wymagania zależą od typu łożyska, rozmiaru, napięcia wstępnego, szczeliny roboczej, obciążenia i długości przesuwu.
Na przykład wytyczne dostawcy-łożysk powietrznych wskazują, że lokalną płaskość pod łożyskiem należy uwzględnić w odniesieniu do projektowanej szczeliny powietrznej i że w miarę możliwości należy ogólnie unikać szwów w prowadnicy.
Profil obciążenia i ruchu
Układ-łożyska powietrznego musi być zaprojektowany pod kątem obciążenia statycznego, obciążenia ruchomego, zmian-środka-ciężaru, przyspieszania i zwalniania oraz możliwych sił-poza osią. Platforma obsługująca lekki moduł optyczny może wymagać innej konstrukcji niż platforma mieszcząca zespół-obsługujący ciężkie płytki lub podsystem przemysłowego przekładnika prądowego.
Droga ładunku powinna być wolna od poruszającego się ładunku przez wózek i łożyska do granitowej konstrukcji, a na koniec do wsporników maszyny i podłogi.
Rozmiar podstawowy i możliwości produkcyjne
Duże konstrukcje granitowe wymagają specjalistycznego transportu materiałów, sprzętu do szlifowania, metrologii, planowania podnoszenia i pakowania eksportowego. UNPARALLELED® obsługuje dwa zakłady produkcyjne o łącznej powierzchni około 200 000 m² wraz z wydzielonym obszarem magazynowania-surowca o powierzchni około 20 000 m².
Jego możliwości obejmują-obrabianie dużych komponentów, które obejmują elementy o masie do około 100 ton, długości 20 m, szerokości 4000 mm i grubości 1000 mm, w zależności od projektu komponentu i wymagań procesu. Ta funkcja może obsługiwać wielkoformatowe-precyzyjne komponenty granitowe dla konstruktorów sprzętu wymagających długiego przesuwu, szerokich powierzchni roboczych lub wieloosiowych-zespołów konstrukcyjnych.
Kryteria kontroli i akceptacji
Przed rozpoczęciem produkcji dostawca i klient powinni uzgodnić, które powierzchnie są krytyczne, w jaki sposób będą mierzone, jaki system odniesienia będzie zastosowany i jaki raport z inspekcji jest wymagany.
UNPARALLELED® korzysta ze sprzętu kontrolnego firm Mahr, Mitutoyo, WYLER, Renishaw i innych uznanych dostawców. Sprzęt pomiarowy jest wspierany przez identyfikowalność kalibracji, a obszary produkcyjne i kontrolne z kontrolowaną-klimatyzacją i wilgotnością-pomagają w precyzyjnej obróbce i pracach pomiarowych.
Kiedy łożyska powietrzne mogą nie być najlepszym wyborem
Łożyska powietrzne charakteryzują się dużymi możliwościami, ale nie są automatycznie właściwym rozwiązaniem dla każdej maszyny precyzyjnej.
Prowadnica z elementami tocznymi lub inna architektura-podstawy maszyny może być bardziej odpowiednia, gdy w zastosowaniu priorytetem jest wysoka odporność na wstrząsy, uproszczona obsługa, niższy budżet początkowy, mniej wymagająca jakość powietrza lub duża nośność bez ultra-płynnego-ruchu o niskim tarciu.
Systemy łożysk-powietrznych mogą wymagać bardziej starannego projektowania w zakresie kontroli zanieczyszczeń, dostarczania powietrza, ochrony powierzchni i instalacji. Ich wartość jest największa tam, gdzie korzyści w zakresie wydajności,-takie jak płynna kontrola prędkości, wysoka powtarzalność, zmniejszone zużycie, niskie wytwarzanie cząstek lub bardzo dokładna geometria,-bezpośrednio wspierają wymagania handlowe i techniczne sprzętu. Platformy łożyskowe-powietrzne są powszechnie stosowane w zastosowaniach takich jak metrologia, produkcja półprzewodników, systemy optyczne i precyzyjne skanowanie, ponieważ zastosowania te mogą uzasadniać dodatkowe kontrole projektowe i operacyjne.
Właściwy wybór powinien opierać się na całkowitych wymaganiach systemowych, a nie na samych preferencjach materialnych.
Poproś o niestandardowe rozwiązanie w zakresie łożysk-granitowych
Wysokowydajny-system łożysk powietrznych- zaczyna się od stabilnego i dokładnie wykonanego fundamentu. Granit stanowi odniesienie konstrukcyjne, ale sukces zależy od integracji doboru materiału, precyzyjnych powierzchni, wkładek, elementów ruchu, dopływu powietrza, metrologii i montażu końcowego.
UNPARALLELED® produkuje precyzyjne komponenty granitowe, granitowe-konstrukcje nośne powietrzne, granitowe podstawy metrologiczne, granitowe podstawy maszyn współrzędnościowych oraz niestandardowe rozwiązania w zakresie baz maszyn granitowych do sprzętu półprzewodnikowego, systemów kontroli optycznej, platform laserowych, sprzętu pomiarowego i-zaawansowanej automatyzacji.
Nasza polityka jakości jest jasna: „Działalność precyzyjna nigdy nie może być zbyt wymagająca”. Zobowiązujemy się także bezpośrednio wobec klientów: „Żadnego oszukiwania. Żadnego ukrywania. Żadnego wprowadzania w błąd”.
Prześlij nam swoje rysunki, tolerancje, wymiary, warunki obciążenia, konfigurację-łożyska powietrznego, wymagania dotyczące ruchu i szczegóły zastosowania. Nasz zespół inżynierów może sprawdzić Twój projekt i przedstawić niestandardową wycenę precyzyjnych komponentów granitowych i granitowych zespołów-łożysk powietrznych.