Un sistem de rulmenți-aerului din granit combină o bază-mașină de granit prelucrată de precizie cu tehnologia rulmenților fără-aer-de contact pentru a crea o mișcare lină și repetabilă pentru echipamentele solicitante. În producția de semiconductori, metrologia optică, măsurarea coordonatelor, procesarea cu laser și inspecția de înaltă-rezoluție, această arhitectură poate ajuta la reducerea frecării, uzurii, generării de particule și perturbărilor în mișcare.
Principiul este simplu: aerul presurizat formează o peliculă subțire între o suprafață de rulment în mișcare și o suprafață de ghidare foarte precisă. Elementul în mișcare plutește mai degrabă decât se rostogolește sau alunecă în contact mecanic. Dar performanța sistemului depinde de mult mai mult decât rulmentul în sine. Suprafața de referință din granit, designul structural, alimentarea cu aer, metoda de montare, controlul curățeniei, acționarea mișcării și strategia de metrologie influențează toate rezultatul final. Etapele de rulment-aerului sunt utilizate în mod obișnuit acolo unde mișcarea fără frecare, dreptatea mare, viteza stabilă și poziționarea repetabilă sunt importante.
Pentru constructorii de echipamente, întrebarea cheie nu este doar dacă să folosiți un rulment de aer. Este dacă sistemul complet de lagăre de granit-și-aer- este proiectat în jurul aplicației reale.
Cum funcționează un sistem de rulment-granite Air
Un sistem de lagăre-aerului din granit constă în general din abaza de granit de preciziesau ghidaj, un cărucior cu rulment de aer-, o alimentare cu aer controlată, un sistem de antrenare, feedback de poziție și un ansamblu structural care susține sarcina utilă.
Baza mașinii din granit funcționează ca referință geometrică stabilă. Suprafața sa prelucrată cu precizie-furnizează calea pe care se deplasează căruciorul. Aerul sub presiune este furnizat prin elementul portant de aer-, generând o peliculă subțire de aer care separă căruciorul în mișcare de suprafața granitului.
Deoarece nu există niciun contact cu elementele de rulare-în timpul funcționării normale, scena poate evita mai multe efecte asociate ghidajelor mecanice convenționale:
- Frecare mecanică în timpul mișcării
- Stick-comportamentul de alunecare la viteză mică
- Uzură cauzată de contactul direct de rulare sau alunecare
- Contaminarea legată de lubrifiant-în mediile aplicabile
- Tulburări de inversare și histerezis asociate cu mecanismele de contact
- Generarea de particule cauzată de contactul mecanic
Rulmenții de aer pot folosi diferite-principii de distribuție a aerului, inclusiv modele de suport-poroase-pe orificii. În rulmenții cu medii poroase-, aerul comprimat trece prin multe căi mici într-un material poros pentru a crea o pernă de aer distribuită. Acest lucru poate oferi un câmp de presiune mai uniform pe suprafața rulmentului decât un număr limitat de puncte de alimentare discrete, în funcție de designul rulmentului.
Un sistem obișnuit de mișcare a rulmenților cu aer din granit-poate include și motoare liniare pentru acționare directă și codificatoare optice sau interferometre laser pentru feedback. Rezultatul poate fi o platformă-de înaltă performanță pentru scanare, măsurare, inspecție a plachetelor, transport de precizie sau poziționare optică.
De ce este folosit granitul ca structură de referință
Spațiul de aer într-un sistem de lagăre-de aer este extrem de mic. Prin urmare, suprafața de ghidare trebuie să fie stabilă, netedă și controlată geometric. Chiar și abaterile minore ale planeității locale, a cusăturilor, a stării suprafeței sau a alinierii instalării pot influența comportamentul-decalajului de aer, netezimea mișcării, rectitudinea și repetabilitatea.
Granitul de precizie este adesea ales ca material structural și de referință, deoarece oferă câteva caracteristici utile pentru aplicații de ultra-precizie:
| Factorul de selecție | Importanța într-un sistem de rulment-aer | Considerent de proiectare |
|---|---|---|
| Planeitatea suprafeței | Acceptă un comportament consecvent-aerului | Definiți planeitatea și planeitatea locală pe baza designului rulmentului |
| Corectitudine | Influențează acuratețea-liniară a mișcării | Suprafețele de referință ale șinei de control sau ale ghidajului |
| Amortizarea vibrațiilor | Ajută la limitarea perturbărilor proceselor optice și metrologice | Evaluați baza completă, cadrul de susținere, podeaua și sistemul de izolare |
| Stabilitate dimensională | Acceptă consistența geometrică-pe termen lung | Luați în considerare mediul de operare și controlul termic |
| Rezistenta la coroziune | Ajută în medii industriale controlate și curate | Examinați expunerea chimică și procesul de curățare |
| Comportament ne-magnetic | Poate fi util în jurul instrumentelor sensibile | Confirmați cerințele reale ale senzorului și actuatorului |
| Inserați integrarea | Permite montarea de motoare, encodere, șine, capace și dispozitive de fixare | Specificați devreme locațiile de inserare și referințele de referință |
| Capacitate{0}}de format mare | Acceptă deplasări lungi și configurații cu mai multe-axe | Verificați capacitatea de prelucrare, manipulare și inspecție |
UNPARALLELED® folosește granit negru de -densitate mare, cu o densitate declarată de aproximativ 3.100 kg/m³, pentru aplicații de precizie și stabilitate. Materialul este selectat ca parte a unui proces complet de fabricație care include selecția-pietrei brute, prelucrarea, șlefuirea de precizie, integrarea plăcuțelor, inspecția și asamblarea.
Granitul nu garantează în mod automat un sistem de rulment-aerului de succes. Dispunerea suportului, profilul de încărcare, masa în mișcare, selecția actuatorului, geometria bazei, condițiile de temperatură și calitatea suprafeței de ghidare-toate trebuie evaluate împreună. Producătorii de rulmenți de aer-observă în mod special că finisajul-suprafeței de ghidare, planeitatea locală și cusăturile trebuie luate în considerare, deoarece acestea afectează spațiul de lucru și performanța rulmentului.
Aplicații tipice ale rulmenților cu aer din granit
Sistemele de lagăre-aerului din granit sunt utilizate în mod obișnuit acolo unde mișcarea lină, fără-contact și geometria foarte stabilă sunt mai importante decât robustețea mecanică simplă sau costul inițial scăzut.
Aplicațiile tipice includ:
- Echipamente pentru inspecția și manipularea-plachetelor de semiconductor
- Metrologie optică și inspecție vizuală de{0}}înaltă rezoluție
- Mașini de măsurat coordonate și sisteme de măsurare de precizie
- Echipamente de procesare cu laser și de poziționare-razelor laser
- Sisteme industriale de inspecție CT și cu raze X-
- Sisteme AOI și platforme de inspecție-componentelor electronice
- Echipament de scanare de precizie
- Afișaj-plat și echipamente de producție fotonică
- Instrumente științifice și platforme de cercetare
- Etape XY cu lagăr-aer, sisteme XY-theta și ansambluri de mișcare cu mai multe-axe
În sistemele CMM, rulmenții cu aer au fost folosiți de mult timp pentru a susține mișcarea lină și repetabilă a sondei. Acestea ajută la reducerea rezistenței la mișcare și a efectelor de inversare care pot interfera cu performanța de măsurare. Suprafețele de lucru din granit și referințele structurale sunt, de asemenea, obișnuite în aceste sisteme, deoarece oferă date stabile, precise-prelucrate pentru corpuri de fixare, volume de măsurare și structuri mobile.
Pentru aplicațiile cu semiconductori, o platformă de lagăr-aer de granit poate suporta o etapă de placă, un sistem de cameră, un modul optic sau un ansamblu de scanare de-înaltă rezoluție. Baza de granit devine un plan de referință; rulmenții de aer asigură ghidare fără frecare; motorul liniar asigură mișcarea; iar codificatorul sau interferometrul verifică poziţia.
Exemplu de inginerie: Platformă de inspecție optică a plachetelor
Luați în considerare un producător de echipamente care dezvoltă o mașină de inspecție-plachetă optică. Sistemul necesită o platformă XY pentru a muta fără probleme o napolitană sau un cap de imagine pe o zonă mare de lucru. Include o cameră-de înaltă rezoluție, un modul de iluminare, o axă de focalizare de precizie, un feedback al codificatorului și un motor liniar cu acționare directă-.
O etapă de rulment-convențională poate fi suficientă pentru multe aplicații de automatizare industrială. Cu toate acestea, dacă procesul de inspecție este sensibil la-perturbarea mișcării cu viteză redusă, vibrații, generarea de particule sau ondularea vitezei, echipa de ingineri poate evalua o arhitectură-lagărului de aer.
În acest exemplu, baza mașinii de granit poate include:
- Două suprafețe de ghidare de precizie pentru căruciorul rulmentului de aer-
- Planeitatea-zone de referință controlate pentru modulele optice
- Inserții filetate pentru piste sau bobine liniare-magneților de motor
- Suprafețele de montare-codorului
- Canale de-direcționare a cablurilor și capace de protecție
- Suprafețe de referință pentru alinierea ansamblului
- Interfețe pentru picioare de nivelare sau suporturi de izolare-vibrații
- Suprafețe de precizie pentru mandrina de napolitană sau dispozitiv de aspirare
Baza nu trebuie proiectată doar din plicul XY. Furnizorul trebuie să înțeleagă sarcina utilă, masa în mișcare, profilul de accelerație, distanța dintre ghidaj, precizia geometrică necesară, punctele de sprijin, condițiile de mediu și documentația de inspecție dorită.
Tot aici o bază de mașină de granit personalizată diferă de o placă standard de suprafață de granit. O bază de mașină trebuie să integreze interfețe funcționale, păstrând în același timp suprafețele geometrice critice necesare sistemului de mișcare.
Factori de selecție pentru constructorii de echipamente
Atunci când selectează o soluție de rulment-de granit, producătorii de echipamente ar trebui să evalueze următoarele domenii la începutul procesului de proiectare.
Alimentare cu aer și curățenie
Rulmenții de aer necesită o sursă de aer comprimat-curat și stabil. Umiditatea, uleiul, particulele sau variațiile de presiune pot afecta performanța și pot contamina echipamentele sensibile. Sistemul de-pregătire a aerului ar trebui să fie specificat ca parte a platformei de mișcare, nu tratat ca o idee ulterioară.
Calitatea aerului, filtrarea, stabilitatea presiunii, aranjamentul conductelor, metoda de monitorizare și răspunsul la întreruperea-aerului trebuie discutate cu furnizorul de rulmenți de aer-și cu integratorul de sistem.
Calitatea suprafeței și geometria locală
Suprafața ghidajului din granit trebuie să îndeplinească cerințele de planeitate, dreptate și finisaj{0}}suprafață ale rulmentului de aer selectat. Cerința acceptabilă depinde de tipul rulmentului, dimensiunea, abordarea preîncărcării, spațiul de lucru, sarcina și lungimea cursei.
De exemplu, îndrumările de la un furnizor de rulmenți de aer-observă că planeitatea locală sub rulment ar trebui să fie luată în considerare în raport cu spațiul de aer proiectat și că cusăturile dintr-un ghidaj trebuie, în general, evitate acolo unde este posibil.
Profil de încărcare și mișcare
Sistemul de lagăre-aerului trebuie să fie proiectat pentru sarcină statică, sarcină în mișcare, modificări-de-centrului de greutate, accelerație, decelerare și posibile forțe în afara-axei. O platformă care acceptă un modul optic ușor poate necesita un design diferit de cel care transportă un ansamblu de manipulare-plachete grele sau un subsistem CT industrial.
Calea încărcăturii ar trebui să fie liberă de la sarcina utilă în mișcare prin cărucior și rulmenți în structura de granit și, în final, în suporturile și podeaua mașinii.
Dimensiunea de bază și capacitatea de producție
Structurile mari de granit necesită manipulare specializată a materialelor, echipamente de măcinare, metrologie, planificare de ridicare și ambalare pentru export. UNPARALLELED® operează două unități de producție cu o suprafață totală de aproximativ 200.000 m², împreună cu o zonă dedicată-de depozitare a pietrei brute de aproximativ 20.000 m².
Capacitatea sa mare de-componentă include piese de până la aproximativ 100 de tone, 20 m lungime, 4.000 mm în lățime și 1.000 mm în grosime, în funcție de designul componentelor și cerințele procesului. Această capacitate poate suporta componente de granit de precizie de-format mare pentru constructorii de echipamente care necesită curse lungi, suprafețe largi de lucru sau ansambluri structurale cu mai multe-axe.
Criterii de inspecție și acceptare
Înainte de începerea producției, furnizorul și clientul ar trebui să convină asupra suprafețelor critice, cum vor fi măsurate, ce sistem de date va fi utilizat și ce raport de inspecție este necesar.
UNPARALLELED® folosește echipamente de inspecție de la Mahr, Mitutoyo, WYLER, Renishaw și alți furnizori recunoscuți. Echipamentele sale de măsurare sunt susținute de trasabilitatea calibrării, iar zonele de producție și inspecție controlate cu climă-, umiditate- controlată contribuie la sprijinirea lucrărilor de prelucrare și măsurare de precizie.
Când rulmenții de aer nu pot fi cea mai bună alegere
Rulmenții de aer sunt foarte capabili, dar nu sunt automat soluția potrivită pentru fiecare mașină de precizie.
Un ghidaj cu elemente de rulare-sau o altă arhitectură de bază a mașinii-ar putea fi mai potrivită atunci când aplicația acordă prioritate toleranței ridicate la șocuri, operațiunii simplificate, un buget inițial mai mic, o calitate a aerului mai puțin pretențioasă sau o capacitate mare de încărcare fără mișcare de frecare ultra-scăzută-.
Sistemele de lagăre-aerului pot necesita o inginerie mai atentă în ceea ce privește controlul contaminării, alimentarea cu aer, protecția suprafețelor și instalare. Valoarea lor este cea mai puternică acolo unde beneficiile de performanță-cum ar fi controlul fluid al vitezei, repetabilitate ridicată, uzură redusă, generare redusă de particule sau geometrie foarte precisă-susțin direct cerințele comerciale și tehnice ale echipamentului. Platformele de rulment-aer sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații precum metrologia, fabricarea semiconductoarelor, sistemele optice și scanarea de precizie, deoarece aceste aplicații pot justifica proiectarea și controalele operaționale suplimentare.
Alegerea corectă ar trebui să se bazeze pe cerințele totale ale sistemului, mai degrabă decât pe o preferință materială.
Solicitați o soluție personalizată pentru rulmenți Granite Air-
Un sistem de rulmenți cu aer-de înaltă performanță-începe cu o fundație stabilă și realizată cu precizie. Granitul oferă referință structurală, dar succesul depinde de integrarea selecției materialelor, suprafețelor de precizie, inserțiilor, componentelor de mișcare, alimentarea cu aer, metrologia și asamblarea finală.
UNPARALLELED® produce componente de precizie din granit, structuri de rulare-aerului din granit, baze de metrologie din granit, baze de granit CMM și soluții personalizate de bază pentru mașini din granit pentru echipamente semiconductoare, sisteme optice de inspecție, platforme laser, echipamente de măsurare și automatizare de ultimă generație.
Politica noastră de calitate este clară: „Afacerea cu precizie nu poate fi niciodată prea solicitantă”. De asemenea, ne luăm un angajament direct față de clienți: „Fără înșelăciune. Fără ascundere. Fără înșelăciune”.
Vă rugăm să ne trimiteți desenele, toleranțele, dimensiunile, condițiile de încărcare, configurația rulmenților de aer-, cerințele de mișcare și detaliile aplicației. Echipa noastră de ingineri vă poate revizui proiectul și vă poate oferi o cotație personalizată pentru componente de precizie din granit și ansambluri de rulmenți-aerului din granit.