Tinkamiausios granito linijinio judėjimo platformos pasirinkimas konkrečiai programai priklauso nuo daugelio veiksnių ir kintamųjų.Labai svarbu pripažinti, kad kiekviena programa turi savo unikalų reikalavimų rinkinį, kurį reikia suprasti ir nustatyti prioritetus, kad būtų galima rasti veiksmingą sprendimą dėl judėjimo platformos.
Vienas iš labiausiai paplitusių sprendimų yra atskirų padėties nustatymo etapų montavimas ant granito konstrukcijos.Kitas įprastas sprendimas integruoja komponentus, kurie sudaro judėjimo ašis, tiesiai į patį granitą.Pasirinkimas tarp scenos ant granito ir integruoto granito judėjimo (IGM) platformos yra vienas iš ankstesnių sprendimų, kuriuos reikia priimti atrankos procese.Yra aiškūs skirtumai tarp abiejų sprendimų tipų ir, žinoma, kiekvienas turi savo privalumų ir įspėjimų, kuriuos reikia atidžiai suprasti ir apsvarstyti.
Siekdami geriau suprasti šį sprendimų priėmimo procesą, įvertiname dviejų pagrindinių linijinio judėjimo platformų konstrukcijų – tradicinio scenos ant granito sprendimo ir IGM sprendimo – skirtumus techniniu ir finansiniu požiūriu mechaninio su atvejo analize.
Fonas
Norėdami ištirti IGM sistemų ir tradicinių scenos ant granito sistemų panašumus ir skirtumus, sukūrėme du bandomojo atvejo projektus:
- Mechaninis guolis, pakopinis ant granito
- Mechaninis guolis, IGM
Abiem atvejais kiekviena sistema susideda iš trijų judėjimo ašių.Y ašis siūlo 1000 mm eigą ir yra ant granito konstrukcijos pagrindo.X ašis, esanti ant mazgo tiltelio su 400 mm eiga, neša vertikalią Z ašį su 100 mm eiga.Šis išdėstymas pavaizduotas piktografiškai.
Scenos ant granito dizainui pasirinkome PRO560LM plataus korpuso sceną Y ašiai dėl didesnės apkrovos galios, būdingos daugeliui judesių, naudojant šį „Y/XZ padalinto tilto“ išdėstymą.X ašiai pasirinkome PRO280LM, kuris dažniausiai naudojamas kaip tilto ašis daugelyje programų.PRO280LM siūlo praktinę pusiausvyrą tarp savo pėdsakų ir galimybės nešti Z ašį su kliento naudingąja apkrova.
IGM projektuose atidžiai atkartojome pagrindines pirmiau minėtų ašių projektavimo koncepcijas ir išdėstymus, kurių pagrindinis skirtumas yra tas, kad IGM ašys yra įmontuotos tiesiai į granito konstrukciją, todėl jame nėra apdirbtų komponentų pagrindų. - granito dizainas.
Abiem projektavimo atvejais įprasta yra Z ašis, kuri buvo pasirinkta kaip PRO190SL rutuliniu sraigtu varoma stadija.Tai labai populiari ašis, skirta naudoti vertikaliai ant tilto dėl didelės naudingosios apkrovos ir santykinai kompaktiškos formos.
2 paveiksle pavaizduotos konkrečios tiriamos granito ir IGM sistemos.
Techninis palyginimas
IGM sistemos yra sukurtos naudojant įvairius metodus ir komponentus, kurie yra panašūs į tuos, kurie yra tradiciniuose scenos ant granito dizaino.Dėl to yra daug bendrų techninių savybių tarp IGM sistemų ir scenos ant granito sistemų.Ir atvirkščiai, judesio ašių integravimas tiesiai į granito struktūrą suteikia keletą skiriamųjų savybių, kurios skiria IGM sistemas nuo sceninių granito sistemų.
Formos koeficientas
Bene akivaizdžiausias panašumas prasideda nuo mašinos pagrindo – granito.Nors yra skirtumų tarp scenos ant granito ir IGM dizaino savybių ir tolerancijos, bendri granito pagrindo, stovų ir tilto matmenys yra lygiaverčiai.Taip yra visų pirma todėl, kad vardinės ir ribinės eigos tarp granito ir IGM yra identiškos.
Statyba
Apdirbtų komponentų ašies pagrindų trūkumas IGM konstrukcijoje suteikia tam tikrų pranašumų, palyginti su scenos ant granito sprendimais.Visų pirma, IGM konstrukcinės kilpos komponentų sumažinimas padeda padidinti bendrą ašies standumą.Tai taip pat leidžia sumažinti atstumą tarp granito pagrindo ir viršutinio vežimėlio paviršiaus.Šiuo konkrečiu atveju IGM dizainas siūlo 33 % mažesnį darbinio paviršiaus aukštį (80 mm, palyginti su 120 mm).Šis mažesnis darbinis aukštis ne tik leidžia sukurti kompaktiškesnę konstrukciją, bet ir sumažina mašinos poslinkius nuo variklio ir daviklio iki darbo taško, todėl sumažėja Abbe klaidų ir dėl to pagerėja darbo taško padėties nustatymo našumas.
Ašies komponentai
Žvelgiant giliau į dizainą, scenos ant granito ir IGM sprendimai dalijasi kai kuriais pagrindiniais komponentais, pvz., tiesiniais varikliais ir padėties kodavimo įrenginiais.Bendras jėgos ir magneto takelio pasirinkimas leidžia pasiekti lygiavertes jėgos išvesties galimybes.Panašiai, naudojant tuos pačius kodavimo įrenginius abiejose konstrukcijose, gaunama vienodai puiki raiška nustatant grįžtamąjį ryšį.Dėl to tiesinis tikslumas ir pakartojamumo charakteristikos labai nesiskiria tarp scenos ant granito ir IGM sprendimų.Panašus komponentų išdėstymas, įskaitant guolių atskyrimą ir toleranciją, leidžia pasiekti palyginamus geometrinių paklaidų judesius (ty horizontalų ir vertikalų tiesumą, žingsnį, posūkį ir posūkį).Galiausiai, abiejų konstrukcijų atraminiai elementai, įskaitant kabelių valdymą, elektrines ribas ir kietuosius stabdžius, savo funkcijomis iš esmės yra identiški, nors fizinė išvaizda gali šiek tiek skirtis.
Guoliai
Vienas iš ryškiausių šios konstrukcijos skirtumų yra linijinių kreipiamųjų guolių pasirinkimas.Nors recirkuliaciniai rutuliniai guoliai naudojami ir granito, ir IGM sistemose, IGM sistema leidžia į konstrukciją įtraukti didesnius, standesnius guolius nedidinant ašies darbinio aukščio.Kadangi IGM dizainas remiasi granitu kaip pagrindu, o ne atskiru apdirbtų komponentų pagrindu, galima susigrąžinti dalį vertikalaus nekilnojamojo turto, kurį kitu atveju sunaudotų apdirbtas pagrindas, ir iš esmės užpildyti šią erdvę didesniu. guolius, tuo pačiu sumažinant bendrą vežimėlio aukštį virš granito.
Standumas
Didesnių guolių naudojimas IGM konstrukcijoje turi didelę įtaką kampiniam standumui.Plataus korpuso apatinės ašies (Y) atveju IGM sprendimas siūlo daugiau nei 40 % didesnį riedėjimo standumą, 30 % didesnį žingsnio standumą ir 20 % didesnį posūkio standumą nei atitinkamas granito dizainas.Panašiai IGM tiltas siūlo keturis kartus didesnį riedėjimo standumą, dvigubą žingsnio standumą ir daugiau nei 30 % didesnį posūkio standumą nei jo atitikmuo ant granito.Didesnis kampinis standumas yra naudingas, nes jis tiesiogiai prisideda prie geresnio dinaminio veikimo, o tai yra esminis veiksnys siekiant užtikrinti didesnį mašinos našumą.
Apkrova
Didesni IGM sprendimo guoliai leidžia pasiekti žymiai didesnę naudingąją apkrovą, nei naudojant etapinį granito sprendimą.Nors sceninio ant granito sprendimo PRO560LM pagrindinės ašies keliamoji galia yra 150 kg, atitinkamas IGM sprendimas gali priimti 300 kg naudingą apkrovą.Panašiai scenos ant granito PRO280LM tilto ašis palaiko 150 kg, o IGM sprendimo tilto ašis gali atlaikyti iki 200 kg.
Judančios Mišios
Nors didesni mechaninių guolių IGM ašių guoliai pasižymi geresnėmis kampinėmis charakteristikomis ir didesne keliamoji galia, jie taip pat tiekiami su didesniais, sunkesniais sunkvežimiais.Be to, IGM vežimėliai suprojektuoti taip, kad būtų pašalintos tam tikros apdirbtos savybės, reikalingos scenos ant granito ašiai (bet nebūtinos IGM ašiai), siekiant padidinti dalių standumą ir supaprastinti gamybą.Šie veiksniai reiškia, kad IGM ašis turi didesnę judančią masę nei atitinkama granito ašis.Neginčijamas minusas yra tas, kad didžiausias IGM pagreitis yra mažesnis, darant prielaidą, kad variklio jėgos išvestis nesikeičia.Tačiau tam tikrose situacijose didesnė judanti masė gali būti naudinga iš perspektyvos, nes jos didesnė inercija gali užtikrinti didesnį atsparumą trikdžiams, o tai gali būti susiję su padidėjusiu padėties stabilumu.
Struktūrinė dinamika
Didesnis IGM sistemos guolio standumas ir standesnis vežimėlis suteikia papildomų privalumų, kurie akivaizdūs panaudojus baigtinių elementų analizės (FEA) programinės įrangos paketą modalinei analizei atlikti.Šiame tyrime mes ištyrėme pirmąjį judančio vežimėlio rezonansą dėl jo poveikio servo pralaidumui.PRO560LM vežimėlis patiria rezonansą esant 400 Hz, o atitinkamas IGM vežimėlis patiria tą patį režimą esant 430 Hz.3 paveikslas iliustruoja šį rezultatą.
Didesnis IGM sprendimo rezonansas, lyginant su tradiciniu sceniniu ant granito, iš dalies gali būti siejamas su tvirtesne vežimėlio ir guolių konstrukcija.Didesnis vežimėlio rezonansas leidžia turėti didesnį servo pralaidumą ir dėl to geresnį dinaminį našumą.
Darbo aplinka
Ašies sandarumas beveik visada yra privalomas, kai yra teršalų, atsirandančių naudotojo procese, ar kitais būdais esantys mašinos aplinkoje.Tokiose situacijose ypač tinkami sceniniai granito sprendimai, nes ašis yra uždara.Pavyzdžiui, PRO serijos linijinės pakopos turi kietus viršelius ir šoninius sandariklius, kurie pakankamai apsaugo vidines scenos komponentus nuo užteršimo.Šios pakopos taip pat gali būti sukonfigūruotos su pasirenkamais stalviršio valytuvais, kad būtų nušluotos šiukšlės nuo viršutinio kietojo viršelio, kai scena važiuoja.Kita vertus, IGM judesio platformos yra atviros, o guoliai, varikliai ir kodavimo įrenginiai yra atviri.Nors tai nėra problema švaresnėje aplinkoje, tai gali būti problematiška, kai yra užterštumas.Šią problemą galima išspręsti į IGM ašies konstrukciją įtraukus specialų silfono tipo dangtelį, kuris apsaugotų nuo šiukšlių.Tačiau netinkamai pritaikytas silfonas gali neigiamai paveikti ašies judėjimą, sukeldamas išorines jėgas vežimėliui, kai jis juda per visą eigos diapazoną.
Priežiūra
Tinkamumas eksploatuoti yra skirtumas tarp scenos ant granito ir IGM judesio platformų.Linijinės variklio ašys yra gerai žinomos dėl savo tvirtumo, tačiau kartais prireikia atlikti techninę priežiūrą.Tam tikros priežiūros operacijos yra gana paprastos ir jas galima atlikti neišimant ar neišardant atitinkamos ašies, tačiau kartais reikia atlikti kruopštesnį išardymą.Kai judesio platforma susideda iš atskirų pakopų, sumontuotų ant granito, aptarnavimas yra gana paprasta užduotis.Pirmiausia nuimkite sceną nuo granito, tada atlikite reikiamus priežiūros darbus ir vėl sumontuokite.Arba tiesiog pakeiskite jį nauju etapu.
IGM sprendimai kartais gali būti sudėtingesni atliekant techninę priežiūrą.Nors šiuo atveju pakeisti linijinio variklio vieno magneto vėžę yra labai paprasta, sudėtingesnė priežiūra ir remontas dažnai apima visišką daugelio arba visų ašį sudarančių komponentų išardymą, o tai užima daugiau laiko, kai komponentai montuojami tiesiai ant granito.Atlikus techninę priežiūrą, granito ašis taip pat sunkiau suderinti vieną su kita – užduotis, kuri yra daug paprastesnė atliekant atskirus etapus.
1 lentelė. Esminių techninių skirtumų tarp mechaninių guolių scenos ant granito ir IGM sprendimų santrauka.
| apibūdinimas | Stage-on-granito sistema, mechaninis guolis | IGM sistema, mechaninis guolis | |||
| Pagrindinė ašis (Y) | Tilto ašis (X) | Pagrindinė ašis (Y) | Tilto ašis (X) | ||
| Normalizuotas standumas | Vertikalus | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.1 |
| Šoninis | 1.5 | ||||
| Pitch | 1.3 | 2.0 | |||
| Ritinys | 1.4 | 4.1 | |||
| Oi | 1.2 | 1.3 | |||
| Naudingoji apkrova (kg) | 150 | 150 | 300 | 200 | |
| Judėjimo masė (kg) | 25 | 14 | 33 | 19 | |
| Stalviršio aukštis (mm) | 120 | 120 | 80 | 80 | |
| Sandarumas | Kieto viršelio ir šoniniai sandarikliai apsaugo nuo šiukšlių patekimo į ašį. | IGM paprastai yra atviras dizainas.Sandarinant reikia uždėti silfoninį dangtelį ar pan. | |||
| Tinkamumas aptarnauti | Sudedamosios dalys gali būti nuimamos ir lengvai prižiūrimos arba keičiamos. | Kirviai yra įmontuoti į granito konstrukciją, todėl aptarnavimas yra sudėtingesnis. | |||
Ekonominis palyginimas
Nors absoliučios bet kokios judesio sistemos sąnaudos skirsis dėl kelių veiksnių, įskaitant judėjimo ilgį, ašies tikslumą, apkrovą ir dinamines galimybes, šiame tyrime atliktas analogiškų IGM ir scenos ant granito judėjimo sistemų palyginimas rodo, kad IGM sprendimai yra gali pasiūlyti vidutinio ir didelio tikslumo judesius už vidutiniškai mažesnę kainą nei jų scenos ant granito analogai.
Mūsų ekonominę studiją sudaro trys pagrindinės sąnaudų dalys: mašinų dalys (įskaitant ir pagamintas dalis, ir įsigytas dalis), granito mazgas, darbas ir pridėtinės išlaidos.
Mašinų dalys
IGM sprendimas leidžia žymiai sutaupyti, palyginti su granitiniu sprendimu, kalbant apie mašinų dalis.Taip yra visų pirma dėl to, kad IGM trūksta sudėtingai apdirbtų Y ir X ašių scenos pagrindų, o tai padidina scenos ant granito sprendimų sudėtingumą ir kainuoja.Be to, sąnaudas galima sutaupyti dėl santykinai supaprastintų kitų IGM sprendimo dalių, pvz., judančių vežimėlių, kurios gali turėti paprastesnes funkcijas ir šiek tiek laisvesnes tolerancijas, kai jos skirtos naudoti IGM sistemoje.
Granito mazgai
Nors atrodo, kad granito pagrindo, stovo ir tilto mazgai IGM ir scenos ant granito sistemose turi panašią formą ir išvaizdą, IGM granito mazgas yra šiek tiek brangesnis.Taip yra todėl, kad IGM tirpale esantis granitas pakeičia apdirbtus scenos pagrindus scenos ant granito tirpale, todėl kritinėse srityse granitas turi turėti griežtesnes leistinas nuokrypas ir netgi turėti papildomų savybių, tokių kaip ekstruziniai pjūviai ir/ arba, pavyzdžiui, įsriegtus plieninius įdėklus.Tačiau mūsų atvejo tyrime papildomą granito struktūros sudėtingumą daugiau nei kompensuoja mašinų dalių supaprastinimas.
Darbas ir pridėtinės išlaidos
Dėl daugybės panašumų, susijusių su IGM ir scenos ant granito sistemų surinkimu ir bandymu, darbo ir pridėtinių išlaidų skirtumas nėra reikšmingas.
Sujungus visus šiuos sąnaudų veiksnius, šiame tyrime išnagrinėtas specifinis mechaninis guolių IGM sprendimas yra maždaug 15% pigesnis nei mechaninis guolis, granito sprendimas.
Žinoma, ekonominės analizės rezultatai priklauso ne tik nuo tokių atributų kaip kelionės ilgis, tikslumas ir keliamoji galia, bet ir nuo tokių faktorių kaip granito tiekėjo pasirinkimas.Be to, protinga atsižvelgti į gabenimo ir logistikos išlaidas, susijusias su granito konstrukcijos pirkimu.Tai ypač naudinga labai didelėms granito sistemoms, nors ir visų dydžių atveju, kvalifikuoto granito tiekėjo pasirinkimas arčiau galutinio sistemos surinkimo vietos taip pat gali padėti sumažinti išlaidas.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad šioje analizėje neatsižvelgiama į išlaidas po įgyvendinimo.Pavyzdžiui, tarkime, kad reikia prižiūrėti judesio sistemą taisant arba pakeičiant judėjimo ašį.Scenos ant granito sistemą galima aptarnauti tiesiog nuėmus ir suremontavus/pakeitus paveiktą ašį.Dėl labiau modulinio sceninio dizaino tai galima padaryti gana lengvai ir greitai, nepaisant didesnių pradinių sistemos sąnaudų.Nors IGM sistemas paprastai galima įsigyti mažesnėmis sąnaudomis nei jų scenos ant granito analogas, jas gali būti sudėtingiau išardyti ir aptarnauti dėl integruoto konstrukcijos pobūdžio.
Išvada
Akivaizdu, kad kiekvienas judesio platformos dizainas – scenos ant granito ir IGM – gali pasiūlyti skirtingų privalumų.Tačiau ne visada akivaizdu, kuris pasirinkimas yra idealiausias konkrečiai judesio programai.Todėl labai naudinga bendradarbiauti su patyrusiu judesio ir automatizavimo sistemų tiekėju, pvz., „Aerotech“, kuris siūlo aiškiai į taikymą orientuotą konsultacinį metodą, leidžiantį ištirti ir suteikti vertingos įžvalgos apie sprendimų alternatyvas sudėtingoms judesio valdymo ir automatizavimo programoms.Ne tik šių dviejų automatizavimo sprendimų skirtumų, bet ir pagrindinių problemų, kurias jie turi išspręsti, aspektų supratimas yra pagrindinis sėkmės raktas į sėkmę renkantis judėjimo sistemą, atitinkančią tiek techninius, tiek finansinius projekto tikslus.
Iš AEROTECH.
Paskelbimo laikas: 2021-12-31