Tinkamiausios granito pagrindu sukurtos linijinės judesio platformos pasirinkimas tam tikroje programoje priklauso nuo daugybės veiksnių ir kintamųjų. Labai svarbu pripažinti, kad kiekviena programa turi savo unikalų reikalavimų rinkinį, kuris turi būti suprantamas ir prioritetas, kad būtų galima įgyvendinti veiksmingą sprendimą judesio platformos atžvilgiu.
Vienas iš visur esančių sprendimų apima diskretinių padėties nustatymo stadijų montavimą ant granito struktūros. Kitas įprastas sprendimas integruoja komponentus, kurie sudaro judesio ašis tiesiai į patį granitą. Pasirinkimas tarp scenos ant granito ir integruoto granito judesio (IGM) platformos yra vienas iš ankstesnių sprendimų, priimamų atrankos procese. Tarp abiejų sprendimų tipų yra aiškių skirtumų, ir, žinoma, kiekvienas turi savo nuopelnus - ir įspėjimus, kuriuos reikia atidžiai suprasti ir atsižvelgti.
Norėdami pasiūlyti geresnę įžvalgą apie šį sprendimų priėmimo procesą, įvertiname skirtumus tarp dviejų pagrindinių linijinių judesių platformos dizainų-tradicinio scenos ant granito sprendimo ir IGM sprendimo-tiek iš techninių, tiek iš finansinių perspektyvų, kaip mechaninio nešimo atvejų analizė.
Fonas
Norėdami ištirti IGM sistemų ir tradicinių scenos ant granito sistemų panašumus ir skirtumus, mes sukūrėme du bandymo atvejų dizainus:
- Mechaninis guolis, ant granito
- Mechaninis guolis, Igm
Abiem atvejais kiekviena sistema susideda iš trijų judesio ašių. Y ašis siūlo 1000 mm kelionės ir yra ant granito struktūros pagrindo. X ašis, esanti ant mazgo tilto su 400 mm kelionės, vertikalią z ašį neša su 100 mm kelionėmis. Šis išdėstymas pavaizduotas vaizdu.
Scena ant granito dizaino pasirinkome „Pro560LM“ plataus kūno sudėjimo etapą Y ašiai dėl didesnės apkrovos perkėlimo talpos, įprasta daugeliui judesių programų, naudojant šią „y/xz padalijimo tilto“ išdėstymą. X ašiai mes pasirinkome PRO280LM, kuris daugelyje programų dažniausiai naudojamas kaip tilto ašis. „PRO280LM“ siūlo praktinę pusiausvyrą tarp jo pėdsako ir galimybės nešiotis Z ašį su kliento naudingu kroviniu.
IGM dizainui mes atidžiai pakartojome pagrindines aukščiau pateiktų ašių projektavimo koncepcijas ir išdėstymus, o pagrindinis skirtumas buvo tas, kad IgM ašys yra pastatytos tiesiai į granito struktūrą, todėl jiems trūksta apdirbtų komponentų pagrindų, esančių scenos ant granito konstrukcijose.
Abiem projektavimo atvejais dažna „Z“ ašis, kuri buvo pasirinkta kaip „Pro190SL“ rutulinio varžo, orientuotos. Tai labai populiari ašis, naudojama vertikalioje tilto orientacijoje dėl jo dosnios naudingosios apkrovos talpos ir santykinai kompaktiško formos koeficiento.
2 paveiksle pavaizduota specifinė ištirta granito ir IGM sistemos.
Techninis palyginimas
IGM sistemos yra suprojektuotos naudojant įvairius metodus ir komponentus, panašius į tuos, kurie randami tradiciniuose scenos ant granito dizaine. Dėl to yra daugybė techninių savybių tarp IGM sistemų ir scenos ant granito sistemų. Priešingai, judesio ašių integravimas tiesiai į granito struktūrą suteikia keletą skiriamųjų savybių, kurios išskiria IGM sistemas nuo scenos ant granito sistemų.
Formos faktorius
Ko gero, akivaizdžiausias panašumas prasideda nuo mašinos pamatų - granito. Nors tarp scenos ant granito ir IGM dizaino yra skirtumų ir nuokrypių, bendri granito bazės, pakilimo ir tilto matmenys yra lygiaverčiai. Pirmiausia taip yra todėl, kad nominalios ir ribinės kelionės yra tapačios tarp scenos ant granito ir IgM.
Statyba
Apdirbtų komponentų ašies pagrindų trūkumas IGM dizaine suteikia tam tikrų pranašumų, palyginti su stadijos ant granito sprendimais. Visų pirma, komponentų sumažėjimas IGM struktūrinėje kilpoje padeda padidinti bendrą ašies standumą. Tai taip pat leidžia pasiekti trumpesnį atstumą tarp granito pagrindo ir viršutinio vežimėlio paviršiaus. Šiame konkrečiame atvejo tyrime IGM dizainas siūlo 33% mažesnį darbo paviršiaus aukštį (80 mm, palyginti su 120 mm). Šis mažesnis darbinis aukštis ne tik leidžia kompaktiškesnį dizainą, bet ir sumažina mašinų nuokrypius nuo variklio ir kodavimo įrenginio į darbo tašką, todėl sumažėja ABBE klaidos ir todėl padidėjo darbo taško padėties nustatymo našumas.
Ašies komponentai
Žvelgiant giliau į dizainą, scenos ant granito ir IGM sprendimai turi keletą pagrindinių komponentų, tokių kaip linijiniai varikliai ir padėties kodavimo įrenginiai. Įprasta gurkšnio ir magneto takelio pasirinkimas lemia lygiavertes jėgos ir išvesties galimybes. Panašiai, naudojant tuos pačius kodavimo įrenginius abiejuose dizainuose, yra identiškai puiki skiriamoji geba grįžtamasis ryšys. Dėl to tiesinis tikslumas ir pakartojamumo efektyvumas reikšmingai nesiskiria tarp scenos ant granito ir IGM tirpalų. Panašus komponentų išdėstymas, įskaitant guolio atskyrimą ir toleranciją, lemia palyginamą našumą geometrinių klaidų judesių atžvilgiu (ty horizontalus ir vertikalus tiesumas, žingsnis, ritinys ir posūkis). Galiausiai, abiejų dizaino palaikomieji elementai, įskaitant kabelių valdymą, elektros ribas ir kietuosius stalviršius, yra iš esmės identiški funkcijai, nors fizinėje išvaizdoje jie gali šiek tiek skirtis.
Guoliai
Šiam konkrečiam dizainui vienas ryškiausių skirtumų yra linijinių kreipiamųjų guolių pasirinkimas. Nors recirkuliaciniai rutuliniai guoliai naudojami tiek „Granite“, tiek IGM sistemose, IGM sistema leidžia į dizainą įtraukti didesnius, standesnius guolius, nepadidindama ašies darbinio aukščio. Kadangi IGM dizainas priklauso nuo granito kaip jo pagrindo, priešingai nei atskira apdirbtų komponentų pagrindas, galima susigrąžinti kai kuriuos vertikalius nekilnojamuosius turtą, kurį priešingu atveju sunaudotų apdirbta, ir iš esmės užpildo šią erdvę didesniais guoliais, tuo pačiu sumažinant bendrą vežimo aukštį virš granito.
Standumas
Didesnių guolių naudojimas IGM konstrukcijoje daro didelę įtaką kampiniam standumui. Plataus kūno apatinės ašies (Y) atveju IGM tirpalas siūlo daugiau nei 40% didesnį ritinio standumą, 30% didesnį žingsnio standumą ir 20% didesnį posūkio standumą nei atitinkamas scenos ant granito dizainas. Panašiai IGM tiltas siūlo keturis kartus padidėjusį ritinio standumą, dvigubai padidintą žingsnio standumą ir daugiau nei 30% didesnį posūkio posūkio standumą nei jo kolega ant granito. Didesnis kampinis standumas yra naudingas, nes jis tiesiogiai prisideda prie geresnio dinaminio našumo, o tai yra svarbiausia norint įgalinti didesnį mašinos pralaidumą.
Apkrovos talpa
Didesni IGM sprendimo guoliai leidžia žymiai didesnę naudos apkrovos talpą nei scenos ant granito sprendimas. Nors „Pro560LM“ scenos ant granito tirpalo bazinė ašis yra 150 kg apkrovos, atitinkamas IGM tirpale gali būti 300 kg naudingas krovinys. Panašiai scenos ant granito „Pro280LM“ tilto ašis palaiko 150 kg, tuo tarpu IGM tirpalo tilto ašis gali pernešti iki 200 kg.
Judanti masė
Nors didesni mechaninių IGM ašių guoliai siūlo geresnius kampinius našumo atributus ir didesnę apkrovos gabenimo talpą, jos taip pat būna su didesniais, sunkesniais sunkvežimiais. Be to, IGM vežimėliai yra suprojektuoti taip, kad tam tikros apdirbtos savybės, reikalingos scenos ant granito ašiai (bet nereikalaujama IgM ašies), yra pašalintos, kad padidintų dalies standumą ir supaprastintų gamybą. Šie veiksniai reiškia, kad IGM ašis turi didesnę judančią masę nei atitinkama scenos ant granito ašis. Neginčijamas neigiamas dalykas yra tas, kad Maksimalus IGM pagreitis yra mažesnis, darant prielaidą, kad variklio jėgos išėjimas nepakitusi. Tačiau tam tikrose situacijose didesnė judanti masė gali būti naudinga iš perspektyvos, kad didesnė jos inercija gali suteikti didesnį atsparumą trikdžiams, kurie gali koreliuoti su padidėjusiu stabilumu.
Struktūrinė dinamika
IGM sistemos aukštesnis guolio standumas ir griežtesnis vežimas suteikia papildomų pranašumų, kurie yra akivaizdūs po to, kai modalinei analizei atlikti naudojant baigtinių elementų analizės (FEA) programinės įrangos paketą. Šiame tyrime mes ištyrėme pirmąjį judančio vežimo rezonansą dėl jo įtakos servo pralaidumui. „Pro560LM“ vežimas susiduria su 400 Hz rezonansu, o atitinkamas IGM vežimas patiria tą patį režimą 430 Hz dažniu. 3 paveiksle pavaizduotas šis rezultatas.
Didesnis IGM tirpalo rezonansas, palyginti su tradiciniu sceniniu ant granito, iš dalies gali būti priskiriamas standesniam vežimui ir guolio dizainui. Didesnis vežimo rezonansas suteikia galimybę turėti didesnį servo pralaidumą ir todėl pagerinti dinaminį našumą.
Veikimo aplinka
Ašies sandarinamumas beveik visada yra privalomas, kai yra teršalų, nesvarbu, ar tai sukuriama naudojant vartotojo procesą, ar kitaip egzistuojant mašinos aplinkoje. Scenos ant granito sprendimai yra ypač tinkami tokiose situacijose dėl iš prigimties uždaryto ašies pobūdžio. Pavyzdžiui, linijinės eilės linijiniai etapai yra aprūpinti kietaisiais viršeliais ir šoniniais sandarikliais, kurie apsaugo vidinius stadijos komponentus nuo užteršimo protingai. Šie etapai taip pat gali būti sukonfigūruoti su pasirenkamais stalviršio valytuvais, kad būtų galima nušluoti šiukšles nuo viršutinio kieto viršelio, kai scenos pervažiavimas. Kita vertus, IGM judesio platformos iš prigimties yra atviros, kai guoliai, varikliai ir kodavimo įrenginiai yra veikiami. Nors tai nėra problema švaresnėje aplinkoje, tai gali būti problematiška, kai yra užterštumas. Šią problemą galima išspręsti įtraukiant specialų delfonsų stiliaus būdą į IgM ašies dizainą, kad būtų apsaugota nuo šiukšlių. Bet jei jis nebus tinkamai įgyvendintas, dumplės gali neigiamai paveikti ašies judesį, suteikdama išorines jėgas vežimui, kai ji juda per visą jo kelionių diapazoną.
Priežiūra
Tarnaujamumas yra skirtingas tarp scenos ant granito ir IGM judesio platformų. Linijinės motorinės ašys yra gerai žinomos dėl savo tvirtumo, tačiau kartais reikia atlikti techninę priežiūrą. Tam tikros priežiūros operacijos yra gana paprastos ir gali būti atliktos neišimant ar išardant aptariamos ašies, tačiau kartais reikia išsamesnio nuplėšimo. Kai judesio platformą sudaro atskiros stadijos, pritvirtintos prie granito, aptarnavimas yra pagrįstai tiesi užduotis. Pirmiausia išimkite sceną nuo granito, tada atlikite reikiamus techninės priežiūros darbus ir jį perdarykite. Arba paprasčiausiai pakeiskite jį nauju etapu.
IGM sprendimai kartais gali būti sudėtingesni atliekant techninę priežiūrą. Nors šiuo atveju labai paprasta pakeisti vieną linijinio variklio magneto takelį, sudėtingesnė techninė priežiūra ir remontas dažnai apima visiškai išardymą daugelį ar visus komponentus, kuriuos sudaro ašis, o tai reikalauja daugiau laiko, kai komponentai montuojami tiesiai į granitą. Atlikus techninę priežiūrą, taip pat sunkiau sutvarkyti granito pagrindu pagamintas ašis viena kitai-užduotis, kuri yra žymiai tiesesnė su atskirais etapais.
1 lentelė. Pagrindinių techninių skirtumų tarp mechaninių, esančių ant granito ir IGM tirpalų, santrauka.
| Aprašymas | Scenos ant granito sistema, mechaninis guolis | IGM sistema, mechaninis guolis | |||
| Bazinė ašis (y) | Tilto ašis (x) | Bazinė ašis (y) | Tilto ašis (x) | ||
| Normalizuotas standumas | Vertikali | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.1 |
| Šoninis | 1.5 | ||||
| Žingsnis | 1.3 | 2.0 | |||
| Ritinys | 1.4 | 4.1 | |||
| Žavi | 1.2 | 1.3 | |||
| Naudingosios apkrovos talpa (kg) | 150 | 150 | 300 | 200 | |
| Judanti masė (kg) | 25 | 14 | 33 | 19 | |
| Stalviršio aukštis (mm) | 120 | 120 | 80 | 80 | |
| Sandariklis | Kietais viršeliais ir šoniniais sandarikliais apsauga nuo šiukšlių, patenkančių į ašį. | IGM paprastai yra atviras dizainas. Sandarinimui reikia pridėti dumplės būdą ar panašų dangą. | |||
| Tarnaujamumas | Komponentų etapus galima pašalinti ir lengvai aptarnauti arba pakeisti. | Ašys iš prigimties yra įmontuotos į granito struktūrą, todėl aptarnavimas tampa sunkesnis. | |||
Ekonominis palyginimas
Nors bet kurios judesio sistemos absoliučios išlaidos skirsis atsižvelgiant į keletą veiksnių, įskaitant kelionės ilgį, ašies tikslumą, apkrovos talpą ir dinamines galimybes, santykinis analogiškų IGM ir scenos ant granito judesių sistemų palyginimas rodo, kad IGM sprendimai gali siūlyti vidutinio ir tikslaus judesius, esant vidutinėms išlaidoms, nei jų scenos ir granito atskaitos.
Mūsų ekonominį tyrimą sudaro trys pagrindiniai sąnaudų komponentai: mašinų dalys (įskaitant ir pagamintas dalis, ir įsigytus komponentus), granito surinkimas, darbas ir pridėtinė vertė.
Mašinos dalys
IGM sprendimas siūlo pastebimus santaupas dėl scenos ant granito sprendimo, atsižvelgiant į mašinų dalis. Visų pirma tai lemia IGM, kad trūksta sudėtingai apdirbtų scenos bazių, Y ir X ašyse, kurios prideda sudėtingumą ir kainą prie scenos ant granito sprendimų. Be to, sutaupytos išlaidos gali būti priskiriamos santykiniam kitų apdirbtų IGM tirpalo dalių supaprastinimui, pavyzdžiui, judančiais vežimėliais, kurie gali turėti paprastesnes savybes ir šiek tiek ramesnius nuokrypius, kai suprojektuoti naudoti IGM sistemoje.
Granito agregatai
Nors atrodo, kad granito bazinio keitimo tilto rinkiniai tiek IGM, tiek scenoje ant granito sistemose atrodo panašus formos faktorius ir išvaizda, IGM granito mazgas yra šiek tiek brangesnis. Taip yra todėl, kad IGM tirpalo granitas užima apdirbtų scenos bazių vietą scenos ant granito tirpale, kuriame reikalaujama, kad granitas paprastai turėtų griežtesnius tolerantus kritiniuose regionuose, ir net papildomos savybės, tokios kaip išspausdintos pjūviai ir (arba) srieginių plieninių įdėklų. Tačiau mūsų atvejo analizėje pridėtą granito struktūros sudėtingumą daugiau nei kompensuoja mašinų dalių supaprastinimas.
Darbas ir pridėtinė vertė
Dėl daugybės IGM ir scenos ant granito sistemų surinkimo ir išbandymo panašumų, darbo jėgos ir pridėtinės išlaidos nėra reikšmingo skirtumo.
Kai visi šie išlaidų koeficientai sujungiami, šiame tyrime ištirtas specifinis mechaninis nešantis IGM tirpalas yra maždaug 15% pigesnis nei mechaninis nešantis, scenos ant granito tirpalas.
Žinoma, ekonominės analizės rezultatai priklauso ne tik nuo tokių požymių kaip kelionės ilgis, tikslumas ir apkrovos pajėgumas, bet ir nuo tokių veiksnių kaip granito tiekėjo pasirinkimas. Be to, protinga apsvarstyti siuntimo ir logistikos išlaidas, susijusias su granito struktūros įsigijimu. Ypač naudinga labai didelėms granito sistemoms, nors ir galioja bet kokio dydžio, kvalifikuoto granito tiekėjo pasirinkimas, arčiau galutinės sistemos surinkimo vietos, taip pat gali padėti sumažinti išlaidas.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad šioje analizėje nesvarstomos išlaidos po implemacijos. Pavyzdžiui, tarkime, kad reikia aptarnauti judesio sistemą taisant arba pakeisdami judesio ašį. Scenos ant granito sistemą galima aptarnauti tiesiog pašalinant ir taisant/pakeičiant paveiktą ašį. Dėl modulinio scenos stiliaus dizaino tai galima padaryti santykinai lengvai ir greičiau, nepaisant didesnių pradinių sistemos kainų. Nors IGM sistemas paprastai galima gauti mažesnėmis sąnaudomis nei jų kolegos iš granito scenoje, jas gali būti sudėtingiau išardyti ir aptarnauti dėl integruoto statybos pobūdžio.
Išvada
Akivaizdu, kad kiekvienas judesio platformos tipo dizainas-sceninis granitas ir IGM-gali pasiūlyti išskirtinę naudą. Tačiau ne visada akivaizdu, kuris yra pats idealiausias pasirinkimas tam tikram judesio taikymui. Todėl labai naudinga bendradarbiauti su patyrusiais judesio ir automatizavimo sistemų tiekėjais, tokiais kaip „Aerotech“, kuris siūlo aiškiai orientuotą į taikymą orientuotą, konsultacinį požiūrį, siekiant ištirti ir suteikti vertingos įžvalgos apie sprendimo alternatyvas, susijusius su iššūkių judėjimo valdymu ir automatizavimo programomis. Suprasti ne tik skirtumą tarp šių dviejų automatizavimo sprendimų veislių, bet ir esminių problemų, kurių jiems reikia norint išspręsti, yra pagrindinis raktas į sėkmę renkantis judesių sistemą, kurioje taikomi tiek projekto techniniai, tiek finansiniai tikslai.
Iš „Aerotech“.
Pašto laikas: 2012 m. Gruodžio 31 d