Žulový vzduchový-systém ložisek kombinuje precizně-obrobenou základnu granitového stroje s technologií bez-dotykového vzduchového-ložisek a vytváří tak plynulý, opakovatelný pohyb pro náročné vybavení. Při výrobě polovodičů, optické metrologii, souřadnicovém měření, laserovém zpracování a inspekci-s vysokým rozlišením může tato architektura pomoci snížit tření, opotřebení, tvorbu částic a rušení pohybu.
Princip je přímočarý: stlačený vzduch vytváří tenký film mezi pohyblivou dosedací plochou a vysoce přesnou vodicí plochou. Pohyblivý člen spíše plave, než by se valil nebo klouzal v mechanickém kontaktu. Ale výkon systému závisí na mnohem více než na samotném ložisku. Žulový referenční povrch, konstrukční řešení, přívod vzduchu, způsob montáže, kontrola čistoty, pohon pohybu a strategie metrologie, to vše ovlivňuje konečný výsledek. Stupně vzduchových-ložisek se běžně používají tam, kde je důležitý pohyb bez tření, vysoká přímost, stabilní rychlost a opakovatelné umístění.
Pro výrobce zařízení není klíčovou otázkou pouze to, zda použít vzduchové ložisko. Jde o to, zda je celý systém žulových-a{2}}vzduchových-ložisek navržen podle skutečné aplikace.
Jak funguje žulový vzduchový-systém
Žulový vzduchový-systém ložisek se obecně skládá z apřesný žulový základnebo vodicí dráha, vzduchový-nosný vozík, řízený přívod vzduchu, hnací systém, polohová zpětná vazba a konstrukční sestava, která nese užitečné zatížení.
Základna granitového stroje funguje jako stabilní geometrická reference. Jeho přesný-obrobený povrch poskytuje dráhu, po které se vozík pohybuje. Stlačený vzduch je přiváděn vzduchovým-ložiskovým prvkem a vytváří tenký vzduchový film, který odděluje pohybující se vozík od žulového povrchu.
Protože během normálního provozu nedochází k žádnému kontaktu valivého-prvku, může se stolek vyhnout několika efektům spojeným s konvenčními mechanickými vedeními:
- Mechanické tření při pohybu
- Prokluzování při nízké rychlosti-
- Opotřebení způsobené přímým valivým nebo kluzným kontaktem
- Kontaminace-maziva v příslušných prostředích
- Reverzní poruchy a hystereze spojené s kontaktními mechanismy
- Tvorba částic způsobená mechanickým kontaktem
Vzduchová ložiska mohou používat různé -principy distribuce vzduchu, včetně konstrukce-porézních{2}}médií s otvory. V porézních-ložiscích médií prochází stlačený vzduch mnoha malými cestami v porézním materiálu a vytváří distribuovaný vzduchový polštář. To může zajistit rovnoměrnější tlakové pole přes povrch ložiska než omezený počet diskrétních napájecích bodů, v závislosti na konstrukci ložiska.
Typický systém pohybu žulových vzduchových-ložisek může také obsahovat lineární motory pro přímý pohon a optické kodéry nebo laserové interferometry pro zpětnou vazbu. Výsledkem může být vysoce-výkonná platforma pro skenování, měření, kontrolu waferů, přesný transport nebo optické polohování.
Proč se žula používá jako referenční struktura
Vzduchová mezera ve vzduchovém-ložiskovém systému je extrémně malá. Proto musí být vodicí povrch stabilní, hladký a geometricky řízený. I drobné odchylky v místní rovinnosti, švech, stavu povrchu nebo zarovnání instalace mohou ovlivnit chování vzduchové-mezery, plynulost pohybu, přímost a opakovatelnost.
Přesná žula je často vybírána jako konstrukční a referenční materiál, protože nabízí několik užitečných vlastností pro ultra-přesné aplikace:
| Faktor výběru | Důležitost ve vzduchovém-ložiskovém systému | Zvažování designu |
|---|---|---|
| Rovinnost povrchu | Podporuje konzistentní chování-vzduchové mezery | Definujte rovinnost a místní rovinnost na základě konstrukce ložiska |
| Přímost | Ovlivňuje lineární-přesnost pohybu | Referenční plochy řídicí kolejnice nebo vodicí dráhy |
| Tlumení vibrací | Pomáhá omezit rušení optických a metrologických procesů | Vyhodnoťte celou základnu, nosný rám, podlahu a izolační systém |
| Rozměrová stabilita | Podporuje dlouhodobou- geometrickou konzistenci | Zvažte provozní prostředí a tepelnou kontrolu |
| Odolnost proti korozi | Pomáhá v kontrolovaném průmyslovém a čistém prostředí | Zkontrolujte expozici chemikáliím a proces čištění |
| Ne-magnetické chování | Může být užitečné v blízkosti citlivých nástrojů | Potvrďte aktuální požadavky na snímač a akční člen |
| Vložit integraci | Umožňuje montáž motorů, kodérů, kolejnic, krytů a přípravků | Brzy určete umístění vložek a referenční údaje |
| Možnost velkého{0}}formátu | Podporuje dlouhé cesty a konfigurace s více{0}}osami | Ověřte kapacitu obrábění, manipulace a kontroly |
UNPARALLELED® používá černou žulu s vysokou{0}}hustotou, s udávanou hustotou přibližně 3 100 kg/m³, pro přesné a stabilní aplikace. Materiál je vybírán jako součást kompletního výrobního procesu, který zahrnuje výběr surového-kamene, obrábění, přesné broušení, integraci břitových destiček, kontrolu a montáž.
Žula automaticky nezaručuje úspěšný-systém vzduchových ložisek. Uspořádání podpěry, nosný profil, pohybující se hmota, výběr pohonu, geometrie základny, teplotní podmínky a{2}}kvalita vodícího povrchu musí být vyhodnoceny společně. Výrobci vzduchových-ložisek výslovně upozorňují, že je třeba vzít v úvahu povrchovou úpravu vodítek,{5}}místní rovinnost a švy, protože ovlivňují pracovní vzduchovou mezeru a výkon ložiska.
Typické aplikace žulových vzduchových ložisek
Systémy žulových vzduchových{0}}ložisek se běžně používají tam, kde je hladký, bez{1}}kontaktní pohyb a vysoce stabilní geometrie důležitější než jednoduchá mechanická robustnost nebo nízké počáteční náklady.
Mezi typické aplikace patří:
- Zařízení pro kontrolu polovodičových destiček a{0}}zařízení pro manipulaci s destičkami
- Optická metrologie a inspekce-obrazu s vysokým rozlišením
- Souřadnicové měřicí stroje a přesné měřicí systémy
- Zařízení pro laserové zpracování a-polohování laserového paprsku
- Průmyslové CT a rentgenové inspekční systémy-
- Systémy AOI a platformy pro kontrolu elektronických -součástí
- Přesné skenovací zařízení
- Zařízení na výrobu plochých-panelů a fotoniky
- Vědecké přístroje a výzkumné platformy
- Vzduchová-ložiska XY, XY-theta systémy a víceosé{2}}pohybové sestavy
V systémech souřadnicových měřicích strojů se pro podporu hladkého a opakovatelného pohybu sondy již dlouho používají vzduchová ložiska. Pomáhají snižovat pohybový odpor a reverzní efekty, které mohou narušovat výkon měření. Žulové pracovní povrchy a konstrukční odkazy jsou v těchto systémech také běžné, protože poskytují stabilní, přesné{2}}obrobené základny pro přípravky, objemy měření a pohyblivé struktury.
U polovodičových aplikací může žulová vzduchová -platforma podporovat deskový stolek, kamerový systém, optický modul nebo skenovací sestavu s vysokým-rozlišením. Žulová základna se stává referenční rovinou; vzduchová ložiska zajišťují vedení bez tření; lineární motor dodává pohyb; a kodér nebo interferometr ověřuje polohu.
Technický příklad: Platforma pro kontrolu optických destiček
Vezměme si výrobce zařízení, který vyvíjí stroj-pro kontrolu optických destiček. Systém vyžaduje platformu XY k hladkému pohybu plátku nebo zobrazovací hlavy po velké pracovní ploše. Zahrnuje-kameru s vysokým rozlišením, osvětlovací modul, přesnou zaostřovací osu, zpětnou vazbu kodéru a lineární motor s přímým-pohonem.
Konvenční valivý-stupeň ložiska může stačit pro mnoho aplikací průmyslové automatizace. Pokud je však proces inspekce citlivý na rušení při nízké{2}}rychlosti, vibrace, tvorbu částic nebo zvlnění rychlosti, může technický tým vyhodnotit architekturu vzduchového-ložiska.
V tomto příkladu může základna granitového stroje zahrnovat:
- Dvě přesné vodicí plochy pro vzduchový-ložný vozík
- Referenční oblasti-kontrolované rovinností pro optické moduly
- Závitové vložky pro lineární-magnetické dráhy nebo cívky motoru
- Montážní povrchy-kodéru
- Kabelové-kanály a ochranné kryty
- Referenční plochy pro vyrovnání sestavy
- Rozhraní pro vyrovnávací nožičky nebo držáky{0}}izolující vibrace
- Přesné povrchy pro sklíčidlo destiček nebo vakuový přípravek
Základna by neměla být navržena pouze z obálky XY. Dodavatel musí porozumět užitečnému zatížení, pohybující se hmotnosti, profilu zrychlení, rozteči vodítek, požadované geometrické přesnosti, opěrným bodům, podmínkám prostředí a požadované kontrolní dokumentaci.
Zde se také zakázková základna granitového stroje liší od standardní žulové povrchové desky. Základna stroje musí integrovat funkční rozhraní a přitom zachovat kritické geometrické povrchy potřebné pro pohybový systém.
Faktory výběru pro výrobce zařízení
Při výběru řešení žulového vzduchového-ložiska by měli výrobci zařízení na začátku procesu navrhování posoudit následující oblasti.
Přívod vzduchu a čistota
Vzduchová ložiska vyžadují čistý a stabilní přívod stlačeného vzduchu-. Vlhkost, olej, částice nebo změny tlaku mohou ovlivnit výkon a mohou kontaminovat citlivé zařízení. Systém přípravy vzduchu- by měl být specifikován jako součást pohybové platformy, nikoli jako dodatečný nápad.
Požadovaná kvalita vzduchu, filtrace, tlaková stabilita, uspořádání potrubí, metoda monitorování a reakce na přerušení dodávky vzduchu-to vše by mělo být projednáno s dodavatelem vzduchových-ložisek a systémovým integrátorem.
Kvalita povrchu a lokální geometrie
Žulový povrch vodicí dráhy musí splňovat požadavky na rovinnost, přímost a{0}}požadavky na povrchovou úpravu zvoleného vzduchového ložiska. Přijatelný požadavek závisí na typu ložiska, velikosti, předpětí, pracovní mezeře, zatížení a délce dráhy.
Návod od dodavatele vzduchových ložisek například uvádí, že místní rovinnost pod ložiskem by měla být zohledněna ve vztahu k navržené vzduchové mezeře a že švy ve vedení by se obecně měly, pokud je to možné, vyhnout.
Profil zatížení a pohybu
Systém vzduchových{0}ložisek musí být navržen pro statické zatížení, pohybující se zatížení, změny těžiště--tíže, zrychlení, zpomalení a možné síly mimo osu. Platforma, která podporuje lehký optický modul, může vyžadovat jiný design než ten, který nese sestavu manipulující s těžkými destičkami-nebo průmyslový subsystém CT.
Dráha nákladu by měla být volná od pohybujícího se užitečného zatížení přes vozík a ložiska do žulové konstrukce a nakonec do podpěr stroje a podlahy.
Základní velikost a výrobní kapacita
Velké žulové konstrukce vyžadují specializovanou manipulaci s materiálem, brousicí zařízení, metrologii, plánování zdvihů a exportní balení. UNPARALLELED® provozuje dva výrobní závody o celkové ploše přibližně 200 000 m², spolu s vyhrazenou plochou pro skladování surového-kamene o velikosti přibližně 20 000 m².
Jeho velká -možnost součástí zahrnuje obrobky až do hmotnosti přibližně 100 tun, 20 m na délku, 4 000 mm na šířku a 1 000 mm na tloušťku, v závislosti na konstrukčních a procesních požadavcích. Tato funkce může podporovat velkoformátové přesné žulové komponenty pro výrobce zařízení, kteří vyžadují dlouhý pojezd, široké pracovní plochy nebo víceosé konstrukční sestavy.
Inspekční a akceptační kritéria
Před zahájením výroby by se dodavatel a zákazník měli dohodnout na tom, které povrchy jsou kritické, jak budou měřeny, jaký referenční systém bude použit a jaká kontrolní zpráva je vyžadována.
UNPARALLELED® používá kontrolní zařízení od společností Mahr, Mitutoyo, WYLER, Renishaw a dalších uznávaných dodavatelů. Jeho měřicí zařízení je podporováno návazností kalibrace a výrobní a kontrolní prostory s -kontrolou klimatu a vlhkostí- pomáhají podporovat přesné obrábění a měření.
Když vzduchová ložiska nemusí být nejlepší volbou
Vzduchová ložiska jsou vysoce výkonná, ale nejsou automaticky tím správným řešením pro každý přesný stroj.
Pokud aplikace upřednostňuje vysokou odolnost proti otřesům, zjednodušený provoz, nižší počáteční rozpočet, méně náročné na kvalitu vzduchu nebo vysokou nosnost bez ultra-hladkého pohybu s nízkým-třením, může být vhodnější valivá -vodicí dráha nebo jiná strojní{1}}základní architektura.
Vzduchové{0}}ložiskové systémy mohou vyžadovat pečlivější konstrukci týkající se kontroly kontaminace, přívodu vzduchu, ochrany povrchu a instalace. Jejich hodnota je nejsilnější tam, kde výkonnostní přínos-, jako je plynulé řízení rychlosti, vysoká opakovatelnost, snížené opotřebení, nízká tvorba částic nebo vysoce přesná geometrie-přímo podporuje obchodní a technické požadavky zařízení. Vzdušné-plošiny se běžně používají v aplikacích, jako je metrologie, výroba polovodičů, optické systémy a přesné skenování, protože tyto aplikace mohou ospravedlnit dodatečné konstrukční a provozní kontroly.
Správná volba by měla vycházet spíše z celkového požadavku na systém než z pouhé preference materiálu.
Požádejte o vlastní řešení žulové vzduchové-ložiska
Vysoce{0}}výkonný vzduchový-systém ložisek začíná stabilním a přesně vyrobeným základem. Žula poskytuje strukturální reference, ale úspěch závisí na integraci výběru materiálu, přesných povrchů, vložek, pohybových komponent, přívodu vzduchu, metrologie a konečné montáže.
UNPARALLELED® vyrábí přesné žulové komponenty, žulové vzduchové-nosné konstrukce, žulové metrologické základny, žulové základny souřadnicových měřicích strojů a vlastní řešení základny žulových strojů pro polovodičová zařízení, optické kontrolní systémy, laserové platformy, měřicí zařízení a špičkovou{1}} automatizaci.
Naše politika kvality je jasná: "Obchod s přesností nemůže být nikdy příliš náročný." Zákazníkům se také přímo zavazujeme: "Žádné podvádění. Žádné zatajování. Žádné zavádění."
Zašlete nám prosím své výkresy, tolerance, rozměry, podmínky zatížení, konfiguraci vzduchových{0} ložisek, požadavky na pohyb a podrobnosti aplikace. Náš technický tým může zkontrolovat váš projekt a poskytnout vlastní cenovou nabídku na přesné žulové komponenty a sestavy žulových vzduchových-ložisek.