Budowa i możliwości stołów pozycjonujących

Jak stoły pozycjonujące określają miejsca w przestrzeni?

Zadaniem stołów pozycjonujących jest prawidłowa i dokładna alokacja elementu w przestrzeni. Zależnie od ich zastosowania mogą działać w systemie dwuosiowym lub trójosiowym. Stół dwuosiowy, opierający się, jak wskazuje na to sama nazwa, na osiach X i Y, działa w sposób podobny do robotów kartezjańskich. Pozycjonowanemu obiektowi przypisywane są współrzędne na obu osiach w przestrzeni dwuwymiarowej. W odróżnieniu jednak od robotów kartezjańskich, które używają jednej osi jako wspornika, stoły pozycjonujące są centrowane na obu osiach. Rozwiązanie to pozwala uniknąć oddziaływania zbyt dużej siły na oś wspornikową w momencie, gdy druga z nich jest wysunięta do skrajnych pozycji układu. Dzięki temu stoły pozycjonujące są w stanie pracować ze znacznie większym obciążeniem niż roboty kartezjańskie o podobnych rozmiarach. Systemy trójosiowe, umożliwiające alokacje elementu również na osi Z, działają w sposób tożsamy – oś centrowana jest na środku układu osi X Y. Większość stołów korzysta z modelu otwartego – z otworem na środku układu. Pozwala to na wykorzystanie ich w aplikacjach, gdzie światło lub przedmioty muszą być w stanie przejść na wylot poprzez stół, w szczególności w podświetlanych od dołu aplikacjach kontrolnych pozwalających na dokładną inspekcję umieszczonego na stole przedmiotu lub w aplikacjach umieszczających precyzyjnie elementy na wybranym podłożu. Zależnie od zakresu aplikacji, w których używany ma być stół pozycjonujący, producenci stosują różne elementy, kluczowymi z nich są łożyska.

Wybór łożyska a praca w sterylnych warunkach

Budowa stołów pozycjonujących różni się znacząco, zależnie od ich docelowego zastosowania. W systemach wymagających mniejszej precyzji wykorzystywane są głównie tradycyjne łożyska mechaniczne, na korzyść których przemawia niewielka cena i prosta konstrukcja. Niestety wymagają one do poprawnego działania częstej konserwacji oraz podatne są na uszkodzenia mechaniczne. W stołach wymagających znacznie większej precyzji łożyska mechaniczne zastępowane są powietrznymi. W odróżnieniu od tradycyjnych rozwiązań, powierzchnie łożyska powietrznego nie stykają się mechanicznie, co zapewnia im znacznie większą trwałość – elementy nie ścierają się. Dystans między elementami utrzymywany jest przez poduszkę powietrzną, wytworzoną przez sprężone powietrze dostarczane do panewki. Ze względu na swoje właściwości łożyska powietrzne są szeroko wykorzystywane w systemach pozycjonujących pracujących w warunkach sterylnych, takich jak sale operacyjne czy linie produkcyjne elektroniki szczególnie podatnej na zanieczyszczenia (dyski twarde, ekrany). Brak ścieralnych elementów gwarantuje, że podczas pracy stołu pozycjonującego do powietrza nie przedostaną się pyłki pochodzące z łożyska, mogące zanieczyścić otoczenie.

Zależnie od docelowego przeznaczenia stołów pozycjonujących, producenci wykorzystują w nich również różne elementy napędowe. Najprostsze z nich wyposażane są w napęd oparty bezpośrednio na liniowych serwomotorach. Modele znacznie bardziej precyzyjne wykorzystują w tym celu jednak złożone systemy silników przekładni i sprzęgieł.

Przykładowe produkty   Aerotech’s FiberAlign Trójosiowy stół pozycjonujący firmy Aerotech jest przykładem wykorzystywania tych narzędzi w najmniejszych aplikacjach, wymagających najwyższej precyzji. Dzięki precyzji rzędu 1 nm pozwala on na pracę przy łączeniu ze sobą światłowodów (fiber-to-fiber) oraz łączeniu ich z samymi laserami (fiber-to-laser). Modułowa konstrukcja pozwala na wybór liczby używanych osi, odległości przesuwu i nośności tak, aby dokładnie pasowały do wymaganego przez użytkownika zastosowania.   Fibromat Obrotowe stoły pozycjonujące Fibromat należą do grupy urządzeń przeznaczonych do pracy z dużymi ładunkami. Pozwalają one na precyzyjne obracanie elementu o wymiarach aż do 95 cm z dokładnością rzędu 5 sekund kątowych. Doskonale sprawdzają się w aplikacjach wymagających spawania ciężkich elementów – ich maksymalne obciążenie może przekroczyć 10 000 kg.   IKOPrecision TS CT Dwuosiowy stół pozycjonujący przeznaczony do szerokiego spektrum zastosowań. Jego niewielkie rozmiary oraz waga zapewniają dużą mobilność i skracają czas instalacji na linii produkcyjnej. Może być stosowany między innymi do precyzyjnego rozmieszczania elementów w systemach montażowych lub wizualnej kontroli elementów.

Piotr Magdziak