包裝、物料輸送、半導體制造、汽車裝組、線性運動、三軸笛卡爾(Cartesian)機器人系統(tǒng)、LOSTPED、線性模塊、Bosch Rexroth線性運動和組裝技術(shù)、工控，實際上所有制造工藝都結(jié)合了某種線性運動，而隨著制造商熟悉了模塊化線性運動系統(tǒng)的靈活性和簡單性，這些系統(tǒng)，不管是單軸、雙軸還是三軸笛卡爾機器人系統(tǒng)，正在尋求更廣泛的生產(chǎn)領(lǐng)域。

工程師和設(shè)計人員常犯的一個錯誤是在制定線性運動系統(tǒng)規(guī)模和選擇線性運動系統(tǒng)時，忽視了最終系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵應用要求。在最壞的情況下，這可能導致付出更大代價進行重新設(shè)計、返工重做，也可能常常得到一個比所希望的更為昂貴且更沒有效率的超工程(over-engineered)系統(tǒng)。有如此多的可能的解決方案，人們在有承擔線性運動系統(tǒng)設(shè)計時很容易不知所措。系統(tǒng)需要處理多大有負載？它需要以多快的速度移動？什么樣才是最具有成本有效性的設(shè)計？

當Bosch Rexroth的線性運動和組裝技術(shù)小組在開發(fā)“LOSTPED”時，考慮了所有這些問題以及更多的因素，“LOSTPED”是指導工程師和設(shè)計人員收集給定應用中指定適當?shù)木€性運動組件組模塊所需信息的一個縮寫。

什么是LOSTPED？LOSTPED是代表負載、定位、速度、進給行程、精密性、環(huán)境和工作周期的縮寫。LOSTPED縮寫的每個字母，代表一個在制定線性運動系統(tǒng)規(guī)模和選擇線性運動系統(tǒng)時必須考慮的因素。Rexroth工程師認為每種因素都必須單獨考慮，以及與其他因素綜合考慮，以確保******的整體系統(tǒng)性能。

圖1：運動控制涉及許多參數(shù)

例如，在加速和減速時比在等速運動時，負載對承載系統(tǒng)有不同要求。隨著更多線性運動解決方案從單個元件轉(zhuǎn)向完整的線性模塊或笛卡爾系統(tǒng)，比如線性軸承導軌與滾珠絲杠、皮帶或線性電動機驅(qū)動等系統(tǒng)組件之間的交互作用變得更為復雜，設(shè)計一個合適的系統(tǒng)也變得更具挑戰(zhàn)性。LOSTPED縮寫通過在系統(tǒng)開發(fā)和編制設(shè)計規(guī)范時，簡單地提醒設(shè)計師考慮所有相關(guān)因素，可以幫助避免一些錯誤。

下面是每個LOSTPED因素的描述，以及在制定線性運動系統(tǒng)規(guī)模和選擇線性運動系統(tǒng)的標準時，要問的幾個關(guān)鍵問題。

負載：負載指施加于系統(tǒng)的重量或力。所有線性運動系統(tǒng)會遇到一些負載類型，如在物料輸送應用中的向下的力量，或在鉆進、推壓或螺旋驅(qū)動應用中的推力負載。另一些應用則遇到恒定負載，如半導體晶圓處理應用，應用中FOUP前開式晶圓盒(Front-Opening Unified Pod)在加工中心與加工中心之間傳送進行拾放操作。第三類是變動負載，如醫(yī)藥點滴應用中，試劑注入一個接著一個的一系列滴管，每一步有一個較輕的負載。

在考慮負載的同時，還是值得看一下在機械臂的末端將用什么類型的工具拾起或運送負載。雖然它與負載沒有有明確的關(guān)系，但錯誤可能會帶來很大代價。例如，如果在拾放應用中拾取一種很敏感的工件，如果使用了錯誤的夾具就會被損壞。所以，盡管設(shè)計員不太可能忘記考慮通用系統(tǒng)負載要求，他們確實有可能忘記考慮要求中的某些方面。LOSTPED是確保完整性的一個路徑。要問的關(guān)鍵問題：負載源是什么，它如何定位？有什么特殊處理考慮嗎？必須管理的重量或力有多大？是向下的力、抬升力還是側(cè)向力？

定位：定位，或施力的相對位置或方向，也很重要，但它常常被忽略。由于用于模塊設(shè)計中的線性導軌系統(tǒng)，一些類型的線性模塊或致動器可以處理比側(cè)向負載更高的向下/向上負載。另一些模塊，采用了不同的線性導軌，處理的負載在所有方向相同。例如，Rexroth Compact Module CKK導軌采用了一種雙滾珠導軌系統(tǒng)，而在要求側(cè)向安裝或軸向負載的應用中常常被采用。由于大多數(shù)高質(zhì)量線性運動供應商制造應對各種不同情況的模塊和致動器，確保特定模塊能夠處理在應用中成功定位的負載要求非常重要。

圖2：CKK適于許多種應用

關(guān)鍵問題：線性模塊或致動器如何定位？它是水平、垂直還顛倒？負載相對于線性模塊的哪里定位？負載是否會引起線性模塊上的側(cè)傾或俯仰力矩？

速度和加速度也影響線性運動系統(tǒng)的選擇。所施加的負載在加速或減速時施在系統(tǒng)中產(chǎn)生的力，與等速運動時遠遠不同。還必須考慮運動軌跡，梯形或是三角形運動軌跡，由于滿足所希望的速度或循環(huán)時間所要求的加速度，將通過所要求的運動類型決定。梯形運動軌跡意味著負載迅速增加，以相當恒定的速度運動一段時間，然后減速。三解形運動軌跡意味著負載加速和減速很快，就像在點對點拾放應用中那樣。速度和加速度也是確定合適的線性驅(qū)動的關(guān)鍵因素，線性驅(qū)動通常為滾珠絲杠、皮帶或線性電動機。

關(guān)鍵問題：必須達到的速度和周期是多少？是等速還是變速？負載將如何影響加速和減速？運動軌跡是梯形還是三角形？針對速度和加速需求哪種線性驅(qū)動最好？

進給行程：進給行程指運動的距離或范圍。不但要考慮進給行程，還要考慮超行程(overtravel)。為了允許一些“安全進給行程”，即額外空間，在沖程結(jié)束確保系統(tǒng)的安全性以防止緊急停止。

關(guān)鍵問題：什么是運動的距離或范圍？在緊急停止時需要多少超行程？

精密性：精密性是一個常常被用于定義進給行程精確性(在從A點到B點時系統(tǒng)如何運行)，或定位精確性(系統(tǒng)能多接近目標位置)的含義很廣的詞。它也可以指可重復性，或在每個沖程結(jié)束，系統(tǒng)是否能夠很好地返回同樣的位置。理解這三種詞之間的區(qū)別——進給行程精確性、定位精確性和可重復性，常常是確保系統(tǒng)滿足性能指標、而且系統(tǒng)沒有過度代償也許不需要的高度精確性的關(guān)鍵。

但是透徹考慮精確性要求的主要原因是驅(qū)動機制的選擇：皮帶驅(qū)動，滾珠絲杠還是線性電動機。每種類型都提供了精確性、速度和負載承載能力之間的折衷，******的選擇主要是由應用而定。

關(guān)鍵問題：在應用中進給行程精確性、定位精確性和可重復性有多重要？精確性比速度或其他LOSTPED因素更重要嗎？

環(huán)境指預計系統(tǒng)將工作于的周圍條件。例如，極端的溫度會影響系統(tǒng)內(nèi)塑料組件和潤滑的性能，而灰塵、液體和其他污染物會對軸承道和負載承載元件造成損害。這是一人們經(jīng)常被忽略的性能因素，但它是一個會對線性運動系統(tǒng)壽命造成很大有影響的因系。如密封帶和特殊的涂層等選擇可能防止環(huán)境因素的損害。此外，如特殊潤滑和正氣壓等選擇可以使模塊或致動器適于凈室應用。

圖3：更專注的早期信息常?？梢缘玫礁_的運動控制系統(tǒng)

關(guān)鍵問題：有哪些危險或限制，極端的溫度、灰塵、液體等？相反，線性運動系統(tǒng)本身是環(huán)境污染源嗎(ESD、潤滑或微粒)？

工作周期：工作周期是它完成工作循環(huán)所用的時間。在線性致動器中，一般內(nèi)部元件決定最終系統(tǒng)的壽命。例如，模塊內(nèi)的軸承壽命直接受所施加的負載的影響，但也受軸承經(jīng)歷的工作周期的影響。線性運動系統(tǒng)可能可以滿足前面的六個因素，但如果一天連續(xù)運行24小時、一周運行7天，它就比每天運行8小時、一周運行5天更快達到使用壽命的盡頭。此外，使用時間與其余時間之比，影響線性運動系統(tǒng)發(fā)熱，并直接影響系統(tǒng)壽命和所有者的成本。事先搞清這些問題可以節(jié)省時間并省去后患，由于如皮帶等磨損部件很容易存儲以進行快速更換。

關(guān)鍵問題：系統(tǒng)使用有多頻繁，包括沖程或運動之間的間隔時間？系統(tǒng)需要持續(xù)多長時間？

雖然LOSTPED提供了制定線性運動系統(tǒng)規(guī)模和選擇線性運動系統(tǒng)時的7個基本因素和要問的關(guān)鍵問題，為了得到******結(jié)果，建議設(shè)計人員最終還應該向著名的分銷商或制造商的應用工程部咨詢最終建議。通常他們有數(shù)百次應用經(jīng)驗，可能很多與現(xiàn)在著手的應用十分相似。這樣，通過預見潛在問題，他們能夠節(jié)省很多時間并提出節(jié)省成本的建議。總之，最終的目標是以盡可能最低的成本得到******的線性運動系統(tǒng)，而熟悉LOSTPED的熟練的應用工程師可以確保其用戶達到目標。