Graniittinen ilma-laakerijärjestelmä yhdistää tarkasti-koneistetun graniittikoneen pohjan kosketuksettomaan ilma-laakeriteknologiaan, mikä luo tasaisen, toistettavan liikkeen vaativille laitteille. Puolijohteiden valmistuksessa, optisessa metrologiassa, koordinaattimittauksessa, laserkäsittelyssä ja korkearesoluutioisessa tarkastuksessa tämä arkkitehtuuri voi auttaa vähentämään kitkaa, kulumista, hiukkasten muodostusta ja liikehäiriöitä.
Periaate on suoraviivainen: paineilma muodostaa ohuen kalvon liikkuvan laakeripinnan ja erittäin tarkan ohjauspinnan väliin. Liikkuva osa kelluu mieluummin kuin rullaa tai liukuu mekaanisessa kosketuksessa. Mutta järjestelmän suorituskyky riippuu paljon muusta kuin itse laakerista. Graniitin referenssipinta, rakennesuunnittelu, ilmansyöttö, asennustapa, puhtauden hallinta, liikekäyttö ja metrologinen strategia vaikuttavat kaikki lopputulokseen. Ilma-laakerivaiheita käytetään yleisesti silloin, kun kitkaton liike, korkea suoruus, vakaa nopeus ja toistettava sijainti ovat tärkeitä.
Laitevalmistajien kannalta keskeinen kysymys ei ole vain ilmalaakerin käyttö. Kyse on siitä, onko täydellinen graniitti-ja-ilma-laakerijärjestelmä suunniteltu todellisen käyttötarkoituksen mukaan.
Graniittiilma{0}}laakerijärjestelmä toimii
Graniittinen ilma{0}}laakerijärjestelmä koostuu yleensä atarkkuusgraniittipohjatai opaste, ilma-laakerivaunu, ohjattu ilmansyöttö, käyttöjärjestelmä, asennon palaute ja hyötykuormaa tukeva rakennekokoonpano.
Graniittikoneen alusta toimii vakaana geometrisena referenssinä. Sen tarkasti{1}}koneistettu pinta tarjoaa radan, jolla vaunu liikkuu. Paineilmaa syötetään ilma-laakerielementin kautta, jolloin muodostuu ohut ilmakalvo, joka erottaa liikkuvan vaunun graniittipinnasta.
Koska normaalin toiminnan aikana ei ole vierivän{0}}elementin kosketusta, lava voi välttää useita tavanomaisiin mekaanisiin ohjaimiin liittyviä vaikutuksia:
- Mekaaninen kitka liikkeen aikana
- Kiinni{0}}luistokäyttäytyminen alhaisella nopeudella
- Suoran vierimisen tai liukumisen aiheuttama kuluminen
- Voiteluaineisiin{0}} liittyvä kontaminaatio soveltuvissa ympäristöissä
- Kosketusmekanismeihin liittyvät kääntymishäiriöt ja hystereesi
- Mekaanisen kosketuksen aiheuttama hiukkasten muodostuminen
Ilmalaakerit voivat käyttää erilaisia ilma{0}}jakoperiaatteita, mukaan lukien aukko-pohjaiset ja huokoiset{2}}materiaalit. Huokoisissa-väliainelaakereissa paineilma kulkee monien pienten reittien läpi huokoisessa materiaalissa muodostaen jakautuneen ilmatyynyn. Tämä voi tarjota tasaisemman painekentän laakerin pinnalla kuin rajoitettu määrä erillisiä syöttöpisteitä laakerin rakenteesta riippuen.
Tyypillinen graniittinen ilma{0}}laakeriliikejärjestelmä voi sisältää myös lineaarimoottoreita suoraa käyttöä varten ja optisia koodereita tai laserinterferometrejä palautetta varten. Tuloksena voi olla -suorituskykyinen alusta skannaukseen, mittaukseen, kiekkojen tarkastukseen, tarkkuuskuljetukseen tai optiseen paikannukseen.
Miksi graniittia käytetään vertailurakenteena
Ilmarako ilma{0}}laakerijärjestelmässä on erittäin pieni. Siksi ohjauspinnan tulee olla vakaa, sileä ja geometrisesti hallittu. Pienetkin poikkeamat paikallisessa tasaisuudessa, saumoissa, pinnan kunnossa tai asennuksen kohdistuksessa voivat vaikuttaa ilmaraon -käyttäytymiseen, liikkeen tasaisuuteen, suoruuteen ja toistettavuuteen.
Tarkkuusgraniitti valitaan usein rakenne- ja vertailumateriaaliksi, koska se tarjoaa useita hyödyllisiä ominaisuuksia erittäin{0}}tarkkuussovelluksiin:
| Valintatekijä | Tärkeys ilma{0}}laakerijärjestelmässä | Suunnittelun huomioiminen |
|---|---|---|
| Pinnan tasaisuus | Tukee johdonmukaista ilmavälin{0}}käyttäytymistä | Määrittele tasaisuus ja paikallinen tasaisuus laakerin suunnittelun perusteella |
| Suoruus | Vaikuttaa lineaariseen{0}}liikkeen tarkkuuteen | Ohjaa kiskon tai johteen referenssipintoja |
| Tärinänvaimennus | Auttaa rajoittamaan optisten ja metrologisten prosessien häiriöitä | Arvioi koko alusta, tukikehys, lattia ja eristysjärjestelmä |
| Mittojen vakaus | Tukee pitkän{0}}geometrisen johdonmukaisuuden | Ota huomioon käyttöympäristö ja lämmönsäätö |
| Korroosionkestävyys | Auttaa kontrolloiduissa teollisissa ja puhtaissa ympäristöissä | Tarkista kemikaalialtistus ja puhdistusprosessi |
| Ei--magneettinen käyttäytyminen | Voi olla hyödyllinen herkkien instrumenttien kanssa | Vahvista todelliset anturin ja toimilaitteen vaatimukset |
| Lisää integrointi | Mahdollistaa moottoreiden, kooderien, kiskojen, kansien ja kiinnikkeiden asennuksen | Määritä lisäyspaikat ja peruspisteviitteet ajoissa |
| Suuri{0}}muotoilumahdollisuus | Tukee pitkiä matkoja ja usean{0}}akselin määrityksiä | Tarkista koneistus-, käsittely- ja tarkastuskapasiteetti |
UNPARALLELED® käyttää korkean{0}}tiheyden mustaa graniittia, jonka ilmoitettu tiheys on noin 3 100 kg/m³, tarkkuus- ja vakaussovelluksiin. Materiaali valitaan osana täydellistä valmistusprosessia, joka sisältää raaka-kiven valinnan, koneistuksen, tarkkuushionnan, terän integroinnin, tarkastuksen ja kokoonpanon.
Graniitti ei automaattisesti takaa onnistunutta ilma{0}}laakerijärjestelmää. Tukijärjestely, kuormitusprofiili, liikkuva massa, toimilaitteen valinta, pohjageometria, lämpötilaolosuhteet ja ohjauspinnan laatu on arvioitava yhdessä. Ilma-laakereiden valmistajat huomauttavat erityisesti, että ohje-pinnan viimeistely, paikallinen tasaisuus ja saumat on otettava huomioon, koska ne vaikuttavat käyttöilmaväliin ja laakerien suorituskykyyn.
Graniitti-ilmalaakerien tyypilliset sovellukset
Graniitti-ilma{0}}laakerijärjestelmiä käytetään yleisesti silloin, kun tasainen, kosketukseton liike ja erittäin vakaa geometria ovat tärkeämpiä kuin yksinkertainen mekaaninen kestävyys tai alhaiset alkukustannukset.
Tyypillisiä sovelluksia ovat:
- Puolijohdekiekkojen tarkastus- ja{0}}kiekkojen käsittelylaitteet
- Optinen metrologia ja{0}}korkearesoluutioinen näöntarkastus
- Koordinaattimittauskoneet ja tarkkuusmittausjärjestelmät
- Laserprosessointi- ja laser{0}}säteen paikannuslaitteet
- Teolliset CT- ja röntgentarkastusjärjestelmät
- AOI-järjestelmät ja elektroniset{0}}komponenttien tarkastusalustat
- Tarkkuusskannauslaitteet
- Litteät{0}}näytöt ja fotoniikan valmistuslaitteet
- Tieteelliset välineet ja tutkimusalustat
- Ilma-laakeroidut XY-asteet, XY-theta-järjestelmät ja moni-akseliset liikekokoonpanot
CMM-järjestelmissä ilmalaakereita on pitkään käytetty tukemaan tasaista ja toistettavaa anturin liikettä. Ne auttavat vähentämään liikevastusta ja käänteisvaikutuksia, jotka voivat häiritä mittauksen suorituskykyä. Graniittiset työpinnat ja rakenteelliset referenssit ovat myös yleisiä näissä järjestelmissä, koska ne tarjoavat vakaat, tarkat{2}}koneistetut peruspisteet kalusteille, mittatilavuuksille ja liikkuville rakenteille.
Puolijohdesovelluksissa graniittinen ilma{0}}laakerointialusta voi tukea kiekkovaihetta, kamerajärjestelmää, optista moduulia tai korkean-resoluution skannauskokoonpanoa. Graniittipohjasta tulee vertailutaso; ilmalaakerit tarjoavat kitkattoman ohjauksen; lineaarinen moottori toimittaa liikettä; ja kooderi tai interferometri tarkistaa sijainnin.
Tekninen esimerkki: Optisen kiekon tarkastusalusta
Harkitse laitevalmistajaa, joka kehittää optisen kiekon{0}}tarkastuskoneen. Järjestelmä vaatii XY-alustan siirtääkseen kiekon tai kuvantamispään sujuvasti suurella työalueella. Se sisältää korkearesoluutioisen-kameran, valaistusmoduulin, tarkan tarkennusakselin, enkooderin palautteen ja suoran-käyttöisen lineaarimoottorin.
Perinteinen vierintälaakerivaihe{0}}voi riittää moniin teollisuusautomaatiosovelluksia varten. Jos tarkastusprosessi on kuitenkin herkkä hitaiden-nopeuksien liikkeen häiriöille, tärinälle, hiukkasten syntymiselle tai nopeuden aaltoilulle, suunnittelutiimi voi arvioida ilmaa-kannattavan arkkitehtuurin.
Tässä esimerkissä graniittikoneen pohja voi sisältää:
- Kaksi tarkkaa ohjauspintaa ilma{0}}ilmalaakerivaunua varten
- Tasaisuus{0}}ohjatut vertailualueet optisille moduuleille
- Kierreliittimet lineaarisille{0}}moottorimagneettiradoille tai keloille
- Enkooderin-asennuspinnat
- Kaapelien{0}}reitityskanavat ja suojakuoret
- Peruspinnat kokoonpanon kohdistamista varten
- Liitännät jalkojen tasaamiseen tai tärinän{0}}eristyskiinnikkeisiin
- Tarkkuuspinnat kiekkoistukkaan tai tyhjiökiinnitykseen
Alustaa ei tule suunnitella pelkästään XY-kuoresta. Toimittajan tulee ymmärtää hyötykuorma, liikkuva massa, kiihtyvyysprofiili, ohjausvälit, vaadittu geometrinen tarkkuus, tukipisteet, ympäristöolosuhteet ja haluttu tarkastusdokumentaatio.
Tässä myös räätälöity graniittikoneen pohja eroaa tavallisesta graniittipintalevystä. Konepohjan tulee integroida toiminnalliset rajapinnat säilyttäen samalla liikejärjestelmän tarvitsemat kriittiset geometriset pinnat.
Laitevalmistajien valintatekijät
Kun valitset graniitista ilma{0}}laakeriratkaisua, laitevalmistajien tulee arvioida seuraavat osa-alueet suunnitteluprosessin alussa.
Ilmansyöttö ja puhtaus
Ilmalaakerit vaativat puhdasta ja vakaata paineilmansyöttöä-. Kosteus, öljy, hiukkaset tai paineen vaihtelut voivat vaikuttaa suorituskykyyn ja saastuttaa herkän laitteen. Ilman-valmistelujärjestelmä tulee määrittää osaksi liikealustaa, eikä sitä pitäisi käsitellä jälkikäteen.
Vaadittavasta ilmanlaadusta, suodatuksesta, paineen stabiilisuudesta, putkistojen järjestelystä, valvontamenetelmästä ja reagoinnista ilmansyötön{0}}katkosten yhteydessä tulee keskustella ilma-laakereiden toimittajan ja järjestelmäintegraattorin kanssa.
Pinnan laatu ja paikallinen geometria
Graniittijohteen pinnan on täytettävä valitun ilmalaakerin tasaisuus-, suoruus- ja pinta{0}}viimeistelyvaatimukset. Hyväksyttävä vaatimus riippuu laakerin tyypistä, koosta, esijännityksen lähestymistavasta, työvälistä, kuormasta ja liikepituudesta.
Esimerkiksi ilma{0}}laakereiden toimittajan ohjeissa todetaan, että laakerin alla oleva paikallinen tasaisuus tulee ottaa huomioon suunniteltuun ilmaväliin nähden ja että ohjaimien saumoja tulisi yleensä välttää mahdollisuuksien mukaan.
Kuorma- ja liikeprofiili
Ilma-laakerijärjestelmä on suunniteltava staattista kuormaa, liikkuvaa kuormaa, painopisteen-muutoksia-, kiihtyvyyttä, hidastuvuutta ja mahdollisia off{3}}akselivoimia varten. Alusta, joka tukee kevyttä optista moduulia, saattaa vaatia erilaisen rakenteen kuin raskasta kiekkojen{5}}käsittelykokoonpanoa tai teollista CT-alijärjestelmää sisältävä alusta.
Kuormatien tulee olla vapaa liikkuvasta hyötykuormasta kelkan ja laakereiden kautta graniittirakenteeseen ja lopuksi koneen tukiin ja lattiaan.
Peruskoko ja valmistuskyky
Suuret graniittirakenteet edellyttävät erikoismateriaalinkäsittelyä, hiomalaitteita, metrologiaa, nostosuunnittelua ja vientipakkauksia. UNPARALLELED®:llä on kaksi tuotantolaitosta, joiden pinta-ala on noin 200 000 m², sekä noin 20 000 m²:n raakakiven varastointitila.
Sen suuri -komponenttikapasiteetti sisältää työkappaleita, joiden paino on noin 100 tonnia, pituus 20 m, leveys 4 000 mm ja paksuus 1 000 mm, komponenttien suunnittelu- ja prosessivaatimusten mukaisesti. Tämä ominaisuus voi tukea suuria-muotoisia tarkkuusgraniittikomponentteja laiterakentajille, jotka tarvitsevat pitkiä matkoja, leveitä työpintoja tai moniakselisia rakennekokoonpanoja.
Tarkastus- ja hyväksymiskriteerit
Ennen tuotannon aloittamista toimittajan ja asiakkaan tulee sopia, mitkä pinnat ovat kriittisiä, miten ne mitataan, mitä perusjärjestelmää käytetään ja mikä tarkastusraportti vaaditaan.
UNPARALLELED® käyttää Mahrin, Mitutoyon, WYLERin, Renishawn ja muiden tunnustettujen toimittajien tarkastuslaitteita. Sen mittauslaitteita tukee kalibroinnin jäljitettävyys, ja ilmasto---, kosteus--ohjatut tuotanto- ja tarkastusalueet tukevat tarkkuustyöstö- ja mittaustyötä.
Kun ilmalaakerit eivät ehkä ole paras valinta
Ilmalaakerit ovat erittäin suorituskykyisiä, mutta ne eivät automaattisesti ole oikea ratkaisu jokaiseen tarkkuuskoneeseen.
Rullaavan-elementin ohjausrata tai muu koneen-perusarkkitehtuuri voi olla sopivampi, kun sovellus asettaa etusijalle korkean iskunsietokyvyn, yksinkertaistetun toiminnan, pienemmän alkuperäisen budjetin, vähemmän vaativan ilmanlaadun tai suuren kuormituskyvyn ilman erittäin-pehmeää, matalakitkaista-liikettä.
Ilma-laakerijärjestelmät saattavat vaatia huolellisempaa suunnittelua kontaminaatioiden hallinnassa, ilmansyötössä, pinnan suojauksessa ja asennuksessa. Niiden arvo on vahvin siellä, missä suorituskykyetu-kuten tasainen nopeudensäätö, hyvä toistettavuus, vähäinen kuluminen, alhainen hiukkasten muodostus tai erittäin tarkka geometria-tukee suoraan laitteen kaupallisia ja teknisiä vaatimuksia. Ilma-laakerialustoja käytetään yleisesti sovelluksissa, kuten metrologiassa, puolijohteiden valmistuksessa, optisissa järjestelmissä ja tarkkuusskannauksessa, koska nämä sovellukset voivat oikeuttaa lisäsuunnittelun ja toiminnan ohjauksen.
Oikean valinnan tulisi perustua järjestelmän kokonaistarpeeseen eikä pelkästään materiaalin mieltymykseen.
Pyydä mukautettua graniittia{0}}ilmalaakerointiratkaisua
Suorituskykyinen-ilma-laakerijärjestelmä alkaa vakaasta ja tarkasti valmistetusta alustasta. Graniitti tarjoaa rakenteellisen referenssin, mutta menestys riippuu materiaalien valinnan, tarkkuuspintojen, sisäosien, liikekomponenttien, ilmansyötön, metrologian ja lopullisen kokoonpanon yhdistämisestä.
UNPARALLELED® valmistaa tarkkoja graniittikomponentteja, graniittista ilma{0}}laakerirakenteita, graniittimetrologiapohjaa, CMM-graniittipohjaa ja räätälöityjä graniittikoneen pohjaratkaisuja puolijohdelaitteisiin, optisiin tarkastusjärjestelmiin, laseralustoihin, mittauslaitteisiin ja huippuluokan-automaatioon.
Laatupolitiikkamme on selkeä: "Tarkkuusliiketoiminta ei voi koskaan olla liian vaativaa." Teemme myös suoran sitoumuksen asiakkaille: "Ei huijausta. Ei salailua. Ei harhaanjohtamista."
Lähetä meille piirustuksesi, toleranssit, mitat, lastausolosuhteet, ilma-laakerikokoonpano, liikevaatimukset ja sovelluksen tiedot. Suunnittelutiimimme voi tarkistaa projektisi ja antaa mukautetun tarjouksen tarkkuusgraniittikomponenteista ja graniittisista ilma{2}}laakerikokoonpanoista.