Ultra-täppistootmise puhul määrab liikumise kvaliteet kõik.
Masinal võib olla täiustatud tarkvara, tipptasemel{0}}mootorid ja kallid andurid, kuid kui liikumissüsteem ise on ebastabiilne, muutub tõeline täpsus võimatuks.
Just seetõttu on õhklaagrite juhtsüsteemid muutunud üha olulisemaks sellistes tööstusharudes nagu:
Pooljuhtide tootmine
Optiline kontroll
Täppismetroloogia
Lasertöötlus
Lennundusruumi mõõtmine
Vahvlite ülevaatus
Kiired{0}}skannimissüsteemid
Võrreldes traditsiooniliste mehaaniliste juhtsüsteemidega suudavad õhklaagrid saavutada peaaegu hõõrdevaba liikumise, millel on äärmiselt kõrge korratavus ja sujuvus.
Kuid on üks asi, millest paljud inimesed kahe silma vahele jäävad:
Õhklaagrisüsteem on täpselt nii stabiilne kui selle all olev vundament.
Ja paljudes tipptasemel{0}}täppissüsteemides on see vundament graniidist.
Mis on õhklaagri juhtsüsteem?
Õhklaagri juhtsüsteem kasutab õhukest survestatud õhu kihti, et tekitada liikuvate komponentide vahel kontaktivaba -liikumine.
Veerevate kuulide või mehaaniliste kontaktpindade asemel "hõljub" liikuv lava mikroskoopilisel õhukilel.
See loob mitmeid olulisi eeliseid:
Peaaegu null hõõrdumine
Mehaaniline kulumine puudub
Äärmiselt sujuv liikumine
Kõrge positsioneerimise korratavus
Minimaalne vibratsioon
Vähendatud soojuse teke
Äärmiselt-täppisrakenduste puhul on see ülioluline.
Isegi väike tavaliste laagrite{0}}libisemine võib mõjutada:
Optilise kujutise kvaliteet
Laseri teekonna täpsus
Mõõtmiste korratavus
Pooljuhtide positsioneerimise täpsus
Õhklaagrid kõrvaldavad suure osa sellest mehaanilisest häirest.
Miks saavutavad traditsioonilised mehaanilised juhised oma piirid?
Traditsioonilised lineaarsed juhikud sobivad hästi paljude tööstuslike rakenduste jaoks.
Kui aga masinad liiguvad mikroni{0}}- või nanomeetri--taseme täpsuse poole, hakkavad tavapärased süsteemid näitama piiranguid.
Levinud probleemide hulka kuuluvad:
Mehaaniline hõõrdumine
Aja jooksul kulunud
Määrimise ebastabiilsus
Termiline deformatsioon
Vibratsiooni ülekanne
Positsioneerimise hüsterees
Suuremate kiiruste ja väiksemate tolerantside korral muutuvad need probleemid üha nähtavamaks.
Näiteks:
Pooljuhtide kontrollimisseadmetes võib isegi mikroskoopiline vibratsioon mõjutada pildikvaliteeti.
Lasersüsteemides võib ebastabiilne liikumine mõjutada kiire positsioneerimist.
Täppismetroloogias mõjutavad väikesed liikumise ebaühtlused otseselt mõõtmise usaldusväärsust.
See on põhjus, miks rohkem tootjaid liigub õhklaagrite liikumisplatvormide poole.
Miks graniiti kasutatakse õhklaagrite all
See on ülitäpse{0}}inseneritöö üks olulisemaid disainiotsuseid.
Õhklaagrid nõuavad äärmiselt stabiilset ja ülimalt{0}}taset aluspinda.
Ja graniit pakub täpselt seda.
Võrreldes terasest või keevitatud masinakonstruktsioonidega pakub täppisgraniit:
Suurepärane vibratsioonisummutus
Suurepärane termiline stabiilsus
Kõrge jäikus
Pikaajaline-mõõtmete järjepidevus
Mitte{0}}söövitavad omadused
Mitte{0}}magnetiline käitumine
Kõige tähtsam:
Graniit säilitab väga hästi tasasuse pikka aega.
See on kriitilise tähtsusega, kuna õhklaagrisüsteemi sees olev õhukile on uskumatult õhuke.
Väga väikesed pinnahälbed võivad mõjutada:
Õhuvahe stabiilsus
Liikumise sujuvus
Sirguse täpsus
Korratavus
Praktilises inseneritöös muutub graniit ise osaks liikumisjuhtimissüsteemist.
Sujuv liikumine algab pinna täpsusega
Paljud kliendid keskenduvad suuresti mootoritele, kodeerijatele ja tarkvarale.
Kuid kogenud insenerid teavad:
Õhklaagri all olev pinna kvaliteet on sageli olulisem.
Kui graniidist juhtpind sisaldab:
Tasasuse viga
Paralleelsuse kõrvalekalle
Pinna lainelisus
Termiline ebastabiilsus
õhklaagri jõudlus kannatab koheselt.
See võib põhjustada:
Liikumise kõikumine
Vähendatud positsioneerimise täpsus
Õhukile ebastabiilsus
Vibratsioon reisi ajal
Mõõtmise ebaühtlus
Seetõttu tuleb täppisgraniidist juhikuid valmistada väga rangete tolerantside järgi.
Mõnes ülitäpsetes süsteemides võivad tasapinna nõuded läheneda alla -mikronile.
Graniit lahendab ka vibratsiooniprobleeme
Graniidi üks peamisi eeliseid on vibratsiooni summutamine.
Metallkonstruktsioonid kipuvad vibratsiooni kergemini üle kandma.
Graniit neelab ja hajutab vibratsioonienergiat loomulikult palju paremini kui paljud metallmaterjalid.
See muutub äärmiselt oluliseks:
Kiired{0}}skannimissüsteemid
Optilised mõõteseadmed
Pooljuhtide etapid
Lasertöötlussüsteemid
Täppispildiplatvormid
Isegi väikesed läheduses olevad masinad või põrandaliigutused võivad mõjutada liikumise täpsust.
Korralikult kavandatud graniidist struktuur aitab need häired isoleerida enne, kui need jõuavad täpsusetappi.
Termiline stabiilsus on suurem probleem, kui enamik inimesi arvab
Temperatuurimuutused on täppisliikumissüsteemide üks suuremaid varjatud probleeme.
Metall paisub ja tõmbub temperatuuri kõikumisel suhteliselt kiiresti kokku.
Graniit käitub palju ühtlasemalt.
Reaalses tehasekeskkonnas töötavad masinad sageli pikki tunde pidevalt. Mootorite, elektroonika ja ümbritsevate seadmete poolt eralduv soojus võib masina struktuure järk-järgult deformeerida.
Isegi mikroni{0}}tasemel termiline deformatsioon võib ülitäpsetes rakendustes põhjustada tõsiseid positsioneerimisvigu.
Graniidi madal soojuspaisumine aitab säilitada:
Liikumise sirgus
Geomeetriline stabiilsus
Positsioneerimise järjepidevus
Pikaajaline{0}}korratavus
See on üks põhjus, miks graniiti pooljuhtide ja metroloogiatööstuses laialdaselt kasutatakse.
Mitte kõik graniitid ei sobi õhklaagrisüsteemide jaoks
See on oluline tööstusharu reaalsus.
Mõned tarnijad kasutavad kulude vähendamiseks madala{0}}tihedusega kivi või isegi marmorit.
Probleem on selles, et halva kvaliteediga{0}}materjalil võib olla:
Nõrk sisemine struktuur
Madalam jäikus
Suurem niiskuse imendumine
Kehv pikaajaline{0}}stabiilsus
Kiirem kulumine
Õhklaagrisüsteemide puhul mõjutab materjali kvaliteet otseselt jõudlust.
UNPARALLELED Group kasutab patenteeritud UNPARALLELED® musta graniiti tihedusega umbes 3100 kg/m³, pakkudes tugevamat konstruktsiooni stabiilsust ja vibratsiooni summutavat jõudlust võrreldes paljude standardsete graniitmaterjalidega.
Suurema{0}}tihedusega graniit parandab:
Struktuurne jäikus
Pinna stabiilsus
Dünaamiline liikumiskäitumine
Pikaajaline{0}}täpne säilitamine
Ultra-täpsete liikumissüsteemide puhul on materjal ise tohutult oluline.
Graniidi mõõtmine on raskem kui selle töötlemine
Paljud ettevõtted saavad graniiti töödelda.
Palju vähem inimesi suudab ülitäpseid juhtpindu{0}} täpselt mõõta.
Õhklaagrisüsteemides on mõõtmisvõime absoluutselt kriitiline.
Professionaalsed tootjad kasutavad täiustatud metroloogilisi seadmeid, näiteks:
Laserinterferomeetrid
Elektroonilised lood
Täpsed autokollimaatorid
Pinna kareduse mõõtmise instrumendid
Kõrge{0}}eraldusvõime indikaatorid
Sama oluline on mõõtmiste jälgitavus.
UNPARALLELED Groupis on kalibreerimissüsteemid jälgitavad kuni ametlike metroloogiainstituutideni, mis aitab tagada suure täpsusega{0}}rakenduste järjepidevuse ja töökindluse.
Kuna ülitäppistehnikas{0}}
Kui juhtpinda ei saa täpselt mõõta, ei saa seda ka täpselt toota.
Oskuslik kätega lapitamine on endiselt oluline
Isegi täiustatud CNC-masinate puhul sõltub lõplik täpsus sageli käsitsi viimistlusprotsessidest.
Eriti graniidist õhklaagrite juhikutes.
Kogenud lapitustehnikud saavad teha mikroni{0}}taseme parandustöid, mis parandavad oluliselt:
Tasasus
Sirgus
Pinna konsistents
Õhufilmi käitumine
Paljud kvaliteetsed{0}}graniiditootjad toetuvad endiselt tehnikutele, kellel on aastakümnete pikkune käsitsi-lappimise kogemus.
Ultra-täppistootmises on viimistletud oskused endiselt äärmiselt olulised.
Graniidist õhklaagrisüsteemide tüüpilised rakendused
Tänapäeval kasutatakse graniidist õhklaagrisüsteeme laialdaselt:
Pooljuhtplaatide kontroll
Täppis lasertöötlus
AOI süsteemid
Koordinaatide mõõtemasinad
Optiline metroloogia
Tööstuslikud CT-seadmed
X-Röntgenkontrollisüsteemid
Täpsed liikumisplatvormid
Teadusliku uurimistöö seadmed
Kuna tootmistolerantsid kahanevad, kasvab nõudlus hõõrdumiseta ja ülistabiilsete liikumissüsteemide järele jätkuvalt{0}.
Õige graniidist õhklaagrite tarnija valimine
Tarnijat hinnates peaksid kliendid vaatama kaugemale lihtsast töötlusvõimest.
Olulised küsimused hõlmavad järgmist:
Millist graniitmaterjali kasutatakse?
Millist tasasuse täpsust on võimalik saavutada?
Kas juhtrada mõõdetakse täiustatud metroloogiasüsteemidega?
Kas kalibreerimiskirjed on jälgitavad?
Kas tarnija mõistab õhklaagrite integreerimist?
Kas need toetavad ülisuuri{0}}struktuure?
Kas tootmiskeskkonna temperatuuri kontrollitakse?
Tipptasemel-täppissüsteemides on pikaajaline-usaldusväärsus olulisem kui lühiajaline-kulude kokkuhoid.
Viimased mõtted
Õhklaagrite juhtsüsteemid esindavad üht kõrgeima tasemega täppisliikumise tehnoloogiat, mis tänapäeval saadaval on.
Kuid sujuv liikumine ei tulene ainult õhulaagrist.
See tuleneb selle all oleva konstruktsiooni stabiilsusest, tasasusest ja jäikusest.
Seetõttu on graniidist saanud nii paljude ülitäpse{0}liikumissüsteemide vundament kogu maailmas.
Kuna tööstused liiguvad jätkuvalt nanomeetri{0}}tasemel tootmise poole, muutub täppisgraniidi roll liikumise juhtimisel veelgi olulisemaks.
Kuna ülitäpse{0}}inseneri puhul saab stabiilne liikumine alati alguse stabiilsest alusest.