بلبرینگ های گرانیتی: ساختار، کاربردها و ملاحظات انتخاب

سیستم بلبرینگ هوای گرانیتی{0}}پایه دستگاه گرانیت ماشینکاری شده دقیق-با فن آوری بلبرینگ-هوای غیرتماسی-را ترکیب می‌کند تا حرکت صاف و قابل تکرار برای تجهیزات سخت ایجاد کند. در ساخت نیمه هادی، اندازه شناسی نوری، اندازه گیری مختصات، پردازش لیزری، و{5}}بازرسی با وضوح بالا، این معماری می تواند به کاهش اصطکاک، سایش، تولید ذرات و اختلال حرکت کمک کند.

اصل کار ساده است: هوای تحت فشار یک لایه نازک بین یک سطح یاتاقان متحرک و یک سطح راهنمای بسیار دقیق تشکیل می دهد. عضو متحرک به جای غلتیدن یا لغزش در تماس مکانیکی شناور می شود. اما عملکرد سیستم به خیلی بیشتر از خود بلبرینگ بستگی دارد. سطح مرجع گرانیتی، طراحی ساختاری، تامین هوا، روش نصب، کنترل تمیزی، محرک حرکت و استراتژی اندازه گیری، همگی بر نتیجه نهایی تاثیر می گذارند. مراحل تحمل هوا معمولاً در جاهایی استفاده می شود که حرکت بدون اصطکاک، صافی بالا، سرعت پایدار و موقعیت یابی قابل تکرار مهم است.

برای سازندگان تجهیزات، سوال کلیدی تنها این نیست که آیا از بلبرینگ هوا استفاده کنند یا خیر. این است که آیا سیستم کامل بلبرینگ گرانیت-و{-هوا-در اطراف برنامه واقعی طراحی شده است.

سیستم بلبرینگ هوای گرانیتی{0} چگونه کار می‌کند

سیستم باربر هوا{0} گرانیت معمولاً از یکپایه گرانیتی دقیقیا راهنما، یک واگن حامل هوا، یک منبع هوای کنترل شده، یک سیستم محرکه، بازخورد موقعیت، و یک مجموعه ساختاری که بار را پشتیبانی می کند.

پایه دستگاه گرانیت به عنوان مرجع هندسی پایدار عمل می کند. سطح ماشینکاری شده دقیق آن مسیری را که کالسکه روی آن حرکت می کند فراهم می کند. هوای تحت فشار از طریق عنصر یاتاقان هوا تامین می شود و یک لایه هوای نازک ایجاد می کند که کالسکه متحرک را از سطح گرانیت جدا می کند.

از آنجایی که در حین کارکرد عادی هیچ تماسی با عنصر چرخشی وجود ندارد، مرحله می‌تواند از چندین اثر مرتبط با راهنماهای مکانیکی معمولی جلوگیری کند:

• اصطکاک مکانیکی در حین حرکت
• رفتار لغزش{0}}را با سرعت کم حفظ کنید
• سایش ناشی از تماس مستقیم غلتش یا لغزش
• آلودگی مربوط به روان کننده-در محیط های قابل اجرا
• اختلالات معکوس و هیسترزیس مرتبط با مکانیسم های تماس
• تولید ذرات ناشی از تماس مکانیکی

یاتاقان‌های هوا ممکن است از اصول{0}توزیع هوای متفاوتی استفاده کنند، از جمله طرح‌های رسانه‌ای مبتنی بر دهانه-و متخلخل-. در یاتاقان‌های رسانه‌ای متخلخل{4}}، هوای فشرده از بسیاری از مسیرهای کوچک در یک ماده متخلخل عبور می‌کند تا یک بالشتک هوای توزیع شده ایجاد کند. این می تواند میدان فشار یکنواخت تری را در سراسر سطح یاتاقان نسبت به تعداد محدودی از نقاط عرضه گسسته، بسته به طراحی بلبرینگ، فراهم کند.

یک سیستم حرکت بلبرینگ هوای گرانیتی معمولی{0}}هم ممکن است موتورهای خطی برای درایو مستقیم و رمزگذارهای نوری یا تداخل سنج های لیزری برای بازخورد داشته باشد. نتیجه می تواند یک پلت فرم با کارایی بالا- برای اسکن، اندازه گیری، بازرسی ویفر، حمل و نقل دقیق، یا موقعیت یابی نوری باشد.

چرا گرانیت به عنوان ساختار مرجع استفاده می شود؟

شکاف هوا در یک سیستم بلبرینگ{0}هوا بسیار کوچک است. بنابراین سطح راهنما باید پایدار، صاف و از نظر هندسی کنترل شود. حتی انحرافات جزئی در صافی موضعی، درزها، وضعیت سطح یا تراز نصب ممکن است بر رفتار شکاف هوا، صافی حرکت، صافی و تکرارپذیری تأثیر بگذارد.

گرانیت دقیق اغلب به‌عنوان ماده ساختاری و مرجع انتخاب می‌شود، زیرا چندین ویژگی مفید برای کاربردهای فوق‌العاده-دقیق ارائه می‌کند:

UNPARALLELED® از گرانیت سیاه{0} با چگالی بالا، با چگالی اعلام شده تقریباً 3100 کیلوگرم بر مترمربع، برای کاربردهای دقیق و پایداری استفاده می‌کند. این ماده به عنوان بخشی از یک فرآیند کامل تولید انتخاب می‌شود که شامل انتخاب سنگ خام، ماشین‌کاری، سنگ‌زنی دقیق، یکپارچه‌سازی درج، بازرسی و مونتاژ می‌شود.

گرانیت به طور خودکار یک سیستم بلبرینگ هوای موفق را تضمین نمی کند. آرایش پشتیبانی، نمایه بارگذاری، جرم متحرک، انتخاب محرک، هندسه پایه، شرایط دما، و کیفیت سطح راهنما همه باید با هم ارزیابی شوند. سازندگان بلبرینگ‌های هوا به‌طور خاص خاطرنشان می‌کنند که سطح راهنما، صافی موضعی و درزها باید در نظر گرفته شوند زیرا بر شکاف هوای کار و عملکرد بلبرینگ تأثیر می‌گذارند.

کاربردهای معمولی بلبرینگ های هوای گرانیتی

سیستم‌های بلبرینگ هوای گرانیتی معمولاً در مواردی استفاده می‌شوند که حرکت صاف، بدون تماس و هندسه بسیار پایدار مهم‌تر از استحکام مکانیکی ساده یا هزینه اولیه کم است.

کاربردهای معمولی عبارتند از:

• بازرسی ویفر نیمه هادی و{0}}تجهیزات جابجایی ویفر
• اندازه‌شناسی نوری و-بازرسی بینایی با وضوح بالا
• دستگاه های اندازه گیری مختصات و سیستم های اندازه گیری دقیق
• تجهیزات پردازش لیزر و{0}}تجهیزات تعیین موقعیت پرتو لیزر
• سیستم‌های بازرسی CT و اشعه ایکس-صنعتی
• سیستم‌های AOI و پلت‌فرم‌های بازرسی قطعات الکترونیکی-
• تجهیزات اسکن دقیق
• تجهیزات تولید صفحه-صفحه و فوتونیک
• ابزارهای علمی و بسترهای تحقیقاتی
• هوا-دارای مراحل XY، سیستم‌های XY-تتا، و مجموعه‌های حرکت چند محوره-

در سیستم‌های CMM، یاتاقان‌های هوا از دیرباز برای پشتیبانی از حرکت صاف و قابل تکرار پروب استفاده می‌شوند. آنها به کاهش مقاومت حرکتی و اثرات معکوس که می توانند در عملکرد اندازه گیری تداخل داشته باشند، کمک می کنند. سطوح کار گرانیتی و ارجاعات ساختاری نیز در این سیستم‌ها رایج هستند، زیرا داده‌های ثابت و دقیقی را برای وسایل، حجم‌های اندازه‌گیری، و سازه‌های متحرک فراهم می‌کنند.

برای کاربردهای نیمه هادی، یک پلت فرم بلبرینگ هوای گرانیتی{0}}ممکن است از یک صفحه ویفر، سیستم دوربین، ماژول نوری یا مجموعه اسکن با وضوح{{1} بالا پشتیبانی کند. پایه گرانیتی به صفحه مرجع تبدیل می شود. بلبرینگ های هوا هدایت بدون اصطکاک را ارائه می دهند. موتور خطی حرکت را تامین می کند. و رمزگذار یا تداخل سنج موقعیت را تأیید می کند.

مثال مهندسی: پلت فرم بازرسی ویفر نوری

یک سازنده تجهیزات را در نظر بگیرید که یک دستگاه بازرسی{0}} ویفر نوری را توسعه می‌دهد. این سیستم به یک پلت فرم XY نیاز دارد تا یک ویفر یا سر تصویربرداری را به آرامی در یک منطقه کاری بزرگ حرکت دهد. این شامل یک دوربین با وضوح بالا، ماژول روشنایی، محور فوکوس دقیق، بازخورد رمزگذار و یک موتور خطی مستقیم-است.

ممکن است برای بسیاری از کاربردهای اتوماسیون صنعتی، یک مرحله بلبرینگ{0}} رولینگ معمولی کافی باشد. با این حال، اگر فرآیند بازرسی به اختلالات حرکتی با سرعت کم، لرزش، تولید ذرات، یا امواج سرعت حساس باشد، تیم مهندسی ممکن است معماری بلبرینگ هوا را ارزیابی کند.

در این مثال، پایه دستگاه گرانیت ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• دو سطح راهنمای دقیق برای کالسکه{0}}هوا
• مسطح بودن-مناطق مرجع کنترل شده برای ماژول های نوری
• درج‌های رزوه‌ای برای خطوط آهنربایی یا سیم‌پیچ‌های خطی-موتور
• سطوح نصب مقیاس-رمزگذار
• کانال‌های مسیریابی کابل و پوشش‌های محافظ{0}
• سطوح مبنا برای تراز مونتاژ
• رابط‌هایی برای تسطیح پایه‌ها یا پایه‌های ایزوله{0}}ارتعاشی
• سطوح دقیق برای چاک ویفر یا فیکسچر وکیوم

پایه نباید فقط از روی پاکت XY طراحی شود. تامین کننده باید محموله، جرم متحرک، مشخصات شتاب، فاصله راهنما، دقت هندسی مورد نیاز، نقاط پشتیبانی، شرایط محیطی و اسناد بازرسی مورد نظر را درک کند.

همچنین در اینجاست که پایه دستگاه گرانیت سفارشی با صفحه سطح استاندارد گرانیت متفاوت است. یک پایه ماشین باید رابط های عملکردی را یکپارچه کند و در عین حال سطوح هندسی مهم مورد نیاز سیستم حرکت را حفظ کند.

عوامل انتخاب برای سازندگان تجهیزات

هنگام انتخاب محلول بلبرینگ هوای گرانیتی{0}}، سازندگان تجهیزات باید زمینه های زیر را در مراحل اولیه طراحی ارزیابی کنند.

تامین هوا و پاکیزگی

بلبرینگ‌های هوا به یک منبع هوای فشرده{0} تمیز و پایدار نیاز دارند. رطوبت، روغن، ذرات یا تغییرات فشار می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد و ممکن است تجهیزات حساس را آلوده کند. سیستم آماده‌سازی هوا باید به‌عنوان بخشی از پلت‌فرم حرکتی مشخص شود، نه اینکه به عنوان یک فکر بعدی در نظر گرفته شود.

کیفیت هوای مورد نیاز، فیلتراسیون، پایداری فشار، آرایش لوله‌کشی، روش نظارت، و پاسخ به وقفه در عرضه هوا، همگی باید با تامین‌کننده بلبرینگ هوا و یکپارچه‌ساز سیستم مورد بحث قرار گیرند.

کیفیت سطح و هندسه محلی

سطح راهنمای گرانیتی باید مسطح، صاف بودن و{0}}شرایط پایانی بلبرینگ هوای انتخاب شده را برآورده کند. نیاز قابل قبول به نوع یاتاقان، اندازه، رویکرد پیش بارگذاری، شکاف کاری، بار و طول سفر بستگی دارد.

به‌عنوان مثال، راهنمایی‌های تامین‌کننده بلبرینگ{0}} هوا اشاره می‌کند که صافی موضعی زیر یاتاقان باید نسبت به شکاف هوای طراحی‌شده در نظر گرفته شود، و از درزهای یک راهنما معمولاً در صورت امکان اجتناب شود.

نمایه بار و حرکت

سیستم باربر هوا باید برای بار استاتیک، بار متحرک، مرکز-تغییرات ثقل، شتاب، کاهش سرعت، و نیروهای احتمالی خارج از محور طراحی شود. پلتفرمی که از یک ماژول نوری سبک پشتیبانی می‌کند ممکن است به طراحی متفاوتی نسبت به پلتفرمی که دارای مونتاژ حمل{5}} ویفر سنگین یا زیرسیستم CT صنعتی است نیاز داشته باشد.

مسیر بار باید از محموله متحرک از طریق کالسکه و یاتاقان ها به سازه گرانیتی و در نهایت به تکیه گاه ها و کف ماشین پاک باشد.

اندازه پایه و قابلیت ساخت

سازه های گرانیتی بزرگ نیاز به جابجایی مواد تخصصی، تجهیزات سنگ زنی، مترولوژی، برنامه ریزی بالابر و بسته بندی صادراتی دارند. UNPARALLELED® دو کارخانه تولیدی به مساحت تقریبی 200000 متر مربع را به همراه یک فضای ذخیره سازی اختصاصی سنگ خام تقریباً 20000 متر مربع دارد.

قابلیت اجزای بزرگ آن شامل قطعات کار تا حدوداً 100 تن، طول 20 متر، عرض 4000 میلی متر و ضخامت 1000 میلی متر است که مشروط به طراحی اجزا و الزامات فرآیند است. این قابلیت می‌تواند از اجزای گرانیتی دقیق-برای سازندگان تجهیزاتی که به سفر طولانی، سطوح کاری گسترده، یا مجموعه‌های ساختاری چند محوره نیاز دارند، پشتیبانی کند.

معیارهای بازرسی و پذیرش

قبل از شروع تولید، تامین‌کننده و مشتری باید در مورد اینکه کدام سطوح حیاتی هستند، چگونه اندازه‌گیری می‌شوند، کدام سیستم مبنا مورد استفاده قرار می‌گیرد و چه گزارش بازرسی مورد نیاز است، توافق کنند.

UNPARALLELED® از تجهیزات بازرسی ماهر، میتوتویو، وایلر، رنیشاو و سایر تامین کنندگان معتبر استفاده می کند. تجهیزات اندازه‌گیری آن با قابلیت ردیابی کالیبراسیون پشتیبانی می‌شود و مناطق تولید و بازرسی کنترل‌شده{1}}کنترل‌شده، رطوبت-به پشتیبانی از ماشین‌کاری و اندازه‌گیری دقیق کمک می‌کنند.

وقتی بلبرینگ های هوا ممکن است بهترین انتخاب نباشند

بلبرینگ های هوا بسیار توانمند هستند اما به طور خودکار راه حل مناسبی برای هر ماشین دقیق نیستند.

زمانی که برنامه دارای تحمل ضربه بالا، عملکرد ساده، بودجه اولیه کمتر، کیفیت هوای کم‌تر، یا ظرفیت بار بالا بدون -حرکت اصطکاک فوق‌العاده کم-رایانه و کم-را در اولویت قرار می‌دهد،-راهنمای المان چرخشی یا یک معماری پایه دیگر{1}}ممکن است مناسب‌تر باشد.

سیستم‌های بلبرینگ هوا ممکن است به مهندسی دقیق‌تری در مورد کنترل آلودگی، تامین هوا، حفاظت از سطح و نصب نیاز داشته باشند. ارزش آن‌ها در جایی قوی‌تر است که مزایای عملکرد-مانند کنترل سرعت صاف، تکرارپذیری بالا، کاهش سایش، تولید ذرات کم یا هندسه بسیار دقیق-مستقیماً از الزامات تجاری و فنی تجهیزات پشتیبانی می‌کند. پلت‌فرم‌های حامل هوا معمولاً در برنامه‌هایی مانند اندازه‌شناسی، ساخت نیمه‌رسانا، سیستم‌های نوری و اسکن دقیق استفاده می‌شوند، زیرا این برنامه‌ها می‌توانند طراحی اضافی و کنترل‌های عملیاتی را توجیه کنند.

انتخاب صحیح باید بر اساس کل نیاز سیستم باشد تا ترجیح مادی به تنهایی.

راه حل بلبرینگ هوای گرانیتی سفارشی- را درخواست کنید

یک سیستم بلبرینگ-هوای{1} با عملکرد بالا با پایه ای پایدار و با دقت ساخته شده شروع می شود. گرانیت مرجع ساختاری را فراهم می کند، اما موفقیت به ادغام انتخاب مواد، سطوح دقیق، درج ها، اجزای حرکت، تامین هوا، مترولوژی و مونتاژ نهایی بستگی دارد.

UNPARALLELED® اجزای گرانیتی دقیق، سازه‌های حامل هوای گرانیتی، پایه‌های اندازه‌شناسی گرانیتی، پایه‌های گرانیتی CMM، و راه‌حل‌های پایه ماشین‌های گرانیتی سفارشی برای تجهیزات نیمه‌رسانا، سیستم‌های بازرسی نوری، پلت‌فرم‌های لیزری، تجهیزات اندازه‌گیری و اتوماسیون بالا را تولید می‌کند.

خط مشی کیفیت ما روشن است: "کسب و کار دقیق هرگز نمی تواند خیلی سخت باشد." ما همچنین مستقیماً به مشتریان متعهد می شویم: "بدون تقلب. بدون پنهان کاری. بدون گمراه کننده."

لطفاً نقشه‌ها، تلورانس‌ها، ابعاد، شرایط بارگذاری، پیکربندی بلبرینگ هوا، الزامات حرکت، و جزئیات برنامه را برای ما ارسال کنید. تیم مهندسی ما می‌تواند پروژه شما را بررسی کند و یک قیمت سفارشی برای اجزای گرانیتی دقیق و مجموعه‌های بلبرینگ هوای گرانیتی- ارائه دهد.