Система гранітних-повітряних підшипників поєднує в собі прецизійну-оброблену гранітну основу машини з-безконтактною технологією-повітряних підшипників для створення плавного повторюваного руху для вимогливого обладнання. У виробництві напівпровідників, оптичній метрології, вимірюванні координат, лазерній обробці та перевірці з високою-роздільністю ця архітектура може допомогти зменшити тертя, знос, утворення частинок і перешкоди руху.
Принцип простий: повітря під тиском утворює тонку плівку між рухомою опорною поверхнею та високоточною направляючою поверхнею. Рухомий елемент плаває, а не котиться або ковзає в механічному контакті. Але продуктивність системи залежить набагато більше, ніж від самого підшипника. Гранітна базова поверхня, структурна конструкція, подача повітря, спосіб монтажу, контроль чистоти, привід руху та метрологічна стратегія – все це впливає на кінцевий результат. Ступені з пневматичними-підшипниками зазвичай використовуються там, де важливі рух без тертя, висока прямолінійність, стабільна швидкість і повторюване позиціонування.
Для виробників обладнання ключовим питанням є не лише використання повітряного підшипника. Це залежить від того, чи вся гранітна-і-повітряна-система розроблена відповідно до реального застосування.
Як працює гранітна повітряна{0}}система підшипників
Гранітна повітроносна-система зазвичай складається зточна гранітна основаабо напрямна, повітряна-каретка, регульована подача повітря, система приводу, зворотний зв’язок положення та конструктивний вузол, який підтримує корисне навантаження.
Гранітна база машини функціонує як стабільний геометричний орієнтир. Його точна-оброблена поверхня забезпечує доріжку, по якій рухається каретка. Повітря під тиском подається через повітро-несучий елемент, утворюючи тонку повітряну плівку, яка відокремлює рухомий візок від гранітної поверхні.
Оскільки під час нормальної роботи відсутній контакт-елементів кочення, ступінь може уникнути кількох ефектів, пов’язаних зі звичайними механічними напрямними:
- Механічне тертя під час руху
- Поведінка-ковзання на низькій швидкості
- Знос, викликаний прямим контактом кочення або ковзання
- Забруднення,-пов’язане з мастилом у відповідних середовищах
- Реверсивні збурення та гістерезис, пов'язані з контактними механізмами
- Генерація часток, викликана механічним контактом
Повітряні підшипники можуть використовувати різні принципи-розподілу повітря, зокрема конструкцію середовища-на основі отворів-і пористу-. У пористих-підшипниках стиснене повітря проходить через безліч невеликих каналів у пористому матеріалі, створюючи розподілену повітряну подушку. Це може забезпечити більш рівномірне поле тиску по всій поверхні підшипника, ніж обмежена кількість окремих точок подачі, залежно від конструкції підшипника.
Типова гранітна система руху-повітряного підшипника також може включати лінійні двигуни для прямого приводу та оптичні кодери чи лазерні інтерферометри для зворотного зв’язку. Результатом може стати високо{2}}продуктивна платформа для сканування, вимірювання, перевірки пластин, точного транспортування або оптичного позиціонування.
Чому граніт використовується як еталонна структура
Повітряний зазор у системі повітряних{0}}підшипників надзвичайно малий. Тому напрямна поверхня повинна бути стабільною, гладкою та геометрично контрольованою. Навіть незначні відхилення в місцевій площинності, швах, стані поверхні або вирівнюванні установки можуть вплинути на поведінку повітряного-зазору, плавність руху, прямолінійність і повторюваність.
Прецизійний граніт часто вибирають як конструкційний і еталонний матеріал, оскільки він пропонує кілька корисних характеристик для над-точних застосувань:
| Фактор відбору | Важливість у системі-повітряних підшипників | Розгляд дизайну |
|---|---|---|
| Рівність поверхні | Підтримує послідовну поведінку-повітряного зазору | Визначте площинність і локальну площинність на основі конструкції підшипника |
| прямолінійність | Впливає на точність-лінійного руху | Референтні поверхні рейки або напрямної |
| Гасіння вібрації | Допомагає обмежити перешкоди для оптичних і метрологічних процесів | Оцініть повну основу, опорну раму, підлогу та систему ізоляції |
| Стабільність розмірів | Підтримує-тривалу геометричну послідовність | Враховуйте робоче середовище та температурний контроль |
| Стійкість до корозії | Допомагає в контрольованих промислових і чистих середовищах | Перегляньте хімічний вплив і процес очищення |
| Не-магнітна поведінка | Може бути корисним для чутливих інструментів | Підтвердьте фактичні вимоги до датчика та приводу |
| Вставити інтеграцію | Дозволяє монтувати двигуни, кодери, рейки, кришки та кріплення | Завчасно вкажіть місця вставки та посилання на дату |
| Широкий{0}}формат | Підтримує довгий хід і багато{0}}конфігурації | Перевірте можливості обробки, обробки та перевірки |
У UNPARALLELED® використовується чорний граніт високої-щільності із заявленою щільністю приблизно 3100 кг/м³ для забезпечення точності та стабільності. Матеріал вибирається як частина повного виробничого процесу, який включає вибір-необробленого каменю, механічну обробку, точне шліфування, інтеграцію вставок, перевірку та складання.
Граніт не гарантує автоматично ефективну повітропровідну-систему. Розташування опори, профіль навантаження, рухома маса, вибір приводу, геометрія основи, температурні умови та якість направляючої-поверхні — все це потрібно оцінювати разом. Виробники повітряних-підшипників особливо відзначають, що слід враховувати-поверхню направляючої, місцеву площинність і шви, оскільки вони впливають на робочий повітряний зазор і продуктивність підшипника.
Типове застосування гранітних повітряних підшипників
Гранітні системи повітря-підшипників зазвичай використовуються там, де плавний, без{1}}контактний рух і високостабільна геометрія важливіші, ніж проста механічна міцність або низька початкова вартість.
Типові програми включають:
- Обладнання для перевірки та обробки пластин-напівпровідників
- Оптична метрологія та візуальна перевірка-високої роздільної здатності
- Координатно-вимірювальні машини та системи прецизійних вимірювань
- Обладнання для лазерної обробки та-позиціонування лазерного променя
- Промислові системи КТ та рентгенівського контролю
- Системи AOI та платформи перевірки-електронних компонентів
- Прецизійне скануюче обладнання
- Обладнання для виробництва дисплеїв із плоскими- панелями та фотоніки
- Наукові інструменти та дослідницькі платформи
- Повітряні-ступені XY, XY-тета-системи та багато{2}}узли руху
У системах CMM повітряні підшипники вже давно використовуються для підтримки плавного та повторюваного руху зонда. Вони допомагають зменшити опір руху та ефекти реверсу, які можуть заважати продуктивності вимірювань. Гранітні робочі поверхні та структурні опори також поширені в цих системах, оскільки вони забезпечують стабільні, точні-метанооброблені бази даних для кріплень, вимірювальних об’ємів і рухомих конструкцій.
Для напівпровідникових застосувань гранітна повітроносна-платформа може підтримувати пластинчастий столик, систему камер, оптичний модуль або вузол сканування з високою-роздільністю. Гранітна основа стає опорною площиною; повітряні підшипники забезпечують напрям без тертя; лінійний двигун забезпечує рух; і кодер або інтерферометр перевіряє положення.
Інженерний приклад: платформа для перевірки оптичних пластин
Припустімо, що виробник обладнання розробляє машину-для перевірки оптичних пластин. Для плавного переміщення пластини або головки зображення по великій робочій зоні системі потрібна платформа XY. Він містить камеру з високою-роздільністю, модуль освітлення, точну вісь фокусування, кодер зворотного зв’язку та лінійний двигун-прямого приводу.
Звичайний підшипник-кочення може бути достатнім для багатьох програм промислової автоматизації. Однак, якщо процес перевірки чутливий до перешкод руху на низькій-швидкості, вібрації, утворення частинок або коливань швидкості, команда інженерів може оцінити архітектуру-повітряного підшипника.
У цьому прикладі основа гранітної машини може включати:
- Дві прецизійні направляючі поверхні для каретки з пневматичним{0}}підшипником
- Еталонні зони-контрольованої площинності для оптичних модулів
- Різьбові вставки для лінійних{0}}магнітних доріжок або котушок двигуна
- Монтажні поверхні-шкали кодувальника
- Кабельні-канали та захисні кришки
- Базові поверхні для вирівнювання складання
- Інтерфейси для вирівнювання ніжок або віброізоляційних-кріплень
- Прецизійні поверхні для пластинчастого патрона або вакуумного кріплення
Основу не слід оформляти тільки з конверта XY. Постачальник повинен розуміти корисне навантаження, рухому масу, профіль прискорення, відстань між направляючими, необхідну геометричну точність, опорні точки, умови навколишнього середовища та бажану документацію перевірки.
Це також те, чим індивідуальна гранітна основа машини відрізняється від стандартної гранітної поверхні. База машини повинна інтегрувати функціональні інтерфейси, зберігаючи критичні геометричні поверхні, необхідні системі руху.
Фактори вибору для виробників обладнання
Вибираючи гранітне повітроносне-рішення, виробники обладнання повинні оцінити наступні аспекти на початку процесу проектування.
Подача повітря та чистота
Повітряні підшипники потребують чистого, стабільного-стисненого повітря. Волога, масло, частинки або коливання тиску можуть вплинути на продуктивність і можуть забруднити чутливе обладнання. Систему-підготовки повітря слід вказувати як частину рухомої платформи, а не розглядати як запізнілу думку.
Необхідну якість повітря, фільтрацію, стабільність тиску, розташування трубопроводів, метод моніторингу та реакцію на переривання-подачі повітря слід обговорити з постачальником-підшипників повітря та системним інтегратором.
Якість поверхні та локальна геометрія
Поверхня гранітної напрямної має відповідати вимогам щодо площинності, прямолінійності та -фінішної обробки поверхні вибраного повітряного підшипника. Прийнятна вимога залежить від типу підшипника, розміру, підходу попереднього натягу, робочого зазору, навантаження та довжини ходу.
Як приклад, у вказівках від постачальника пневматичних-підшипників зазначено, що місцеву площинність під підшипником слід враховувати відносно проектованого повітряного зазору, і що швів у напрямній слід уникати, де це можливо.
Профіль навантаження та руху
Система-повітряних підшипників має бути розроблена для статичного навантаження, рухомого навантаження,-центру-ваги, змін, прискорення, уповільнення та можливих-неосьових сил. Для платформи, яка підтримує легкий оптичний модуль, може знадобитися конструкція, відмінна від тієї, що несе вузол обробки важких пластин-або промислову підсистему CT.
Шлях навантаження повинен бути вільним від рухомого корисного вантажу через каретку та підшипники в гранітну конструкцію і, нарешті, в опори машини та підлогу.
Базовий розмір і виробничі можливості
Великі гранітні конструкції вимагають спеціалізованого транспортування матеріалів, шліфувального обладнання, метрології, планування підйому та експортної упаковки. UNPARALLELED® управляє двома виробничими потужностями загальною площею приблизно 200 000 м², а також спеціальним складом для-необробленого каменю площею приблизно 20 000 м².
Його потужність-компонентів включає заготовки приблизно до 100 тонн, 20 м у довжину, 4000 мм у ширину та 1000 мм у товщину, залежно від конструкції компонентів і вимог процесу. Ця можливість може підтримувати високо-великоформатні прецизійні гранітні компоненти для будівельників обладнання, які потребують тривалого переміщення, широких робочих поверхонь або багато{9}}конструкційних вузлів.
Критерії перевірки та приймання
Перед початком виробництва постачальник і замовник повинні домовитися про те, які поверхні є критичними, як вони будуть вимірюватися, яка система баз даних буде використана та який звіт про перевірку потрібен.
UNPARALLELED® використовує інспекційне обладнання Mahr, Mitutoyo, WYLER, Renishaw та інших визнаних постачальників. Його вимірювальне обладнання підтримується відстежуваністю калібрування, а виробничі та інспекційні зони-з контрольованим кліматом,-контрольованою вологістю сприяють точній обробці та вимірюванню.
Коли повітряні підшипники можуть бути не найкращим вибором
Повітряні підшипники мають високі можливості, але не автоматично є правильним рішенням для кожної прецизійної машини.
Направляюча -елементів кочення або інша архітектура-бази машини може бути більш доцільною, якщо програма надає перевагу високій стійкості до ударів, спрощеній роботі, нижчому початковому бюджету, менш вимогливій якості повітря або високому навантаженню без над-плавного-руху з низьким тертям.
Повітроносні-системи можуть вимагати більш ретельного проектування щодо контролю забруднення, подачі повітря, захисту поверхні та встановлення. Їхня цінність є найвищою там, де переваги продуктивності-такі як плавне керування швидкістю, висока повторюваність, зменшений знос, низьке утворення частинок або високоточна геометрія-прямо відповідають комерційним і технічним вимогам обладнання. Платформи з повітряними-підшипниками зазвичай використовуються в таких додатках, як метрологія, виробництво напівпровідників, оптичні системи та точне сканування, оскільки ці додатки можуть виправдати додатковий дизайн і контроль роботи.
Правильний вибір має базуватися на загальних вимогах до системи, а не лише на перевагах матеріалу.
Зробіть запит на спеціальне гранітне повітря-підшипник
Високоефективна-повітряна{1}}несуча система починається зі стабільної та точно виготовленої основи. Граніт забезпечує структурну основу, але успіх залежить від інтеграції вибору матеріалів, точних поверхонь, вставок, компонентів руху, подачі повітря, метрології та остаточного складання.
UNPARALLELED® виробляє прецизійні гранітні компоненти, гранітні повітроносні-конструкції, гранітні метрологічні основи, гранітні основи ШМ, а також спеціальні рішення з гранітних баз машин для напівпровідникового обладнання, оптичних систем контролю, лазерних платформ, вимірювального обладнання та високо{1}}автоматизації.
Наша політика щодо якості є чіткою: «Бізнес із точністю ніколи не може бути надто вимогливим». Ми також беремо пряме зобов’язання перед клієнтами: «Без обману. Ні приховування. Ні введення в оману».
Надішліть нам свої креслення, допуски, розміри, умови навантаження, конфігурацію повітря-підшипника, вимоги до руху та деталі застосування. Наша команда інженерів може розглянути ваш проект і надати спеціальну пропозицію для точних гранітних компонентів і гранітних повітря-підшипникових вузлів.