A különbség a színpadon és az integrált gránit mozgási rendszerek között

A legmegfelelőbb gránit-alapú lineáris mozgási platform kiválasztása egy adott alkalmazáshoz számos tényezőtől és változótól függ. Alapvető fontosságú annak felismerése, hogy minden alkalmazásnak megvan a maga egyedi követelménykészlete, amelyet meg kell érteni és prioritást élvezni annak érdekében, hogy hatékony megoldást tegyenek egy mozgási platform szempontjából.

Az egyik mindenütt jelen lévő megoldás magában foglalja a diszkrét helymeghatározó szakaszok gránitszerkezetre történő felszerelését. Egy másik általános megoldás integrálja azokat az összetevőket, amelyek a mozgási tengelyeket közvetlenül a gránitba foglalják. A színpad-on-granite és az integrált-granit mozgás (IGM) platform közötti kiválasztása az egyik korábbi döntés a kiválasztási folyamatban. Világos különbség van mindkét megoldási típus között, és természetesen mindegyiknek megvan a maga érdeme - és figyelmeztetések -, amelyeket gondosan meg kell érteni és figyelembe kell venni.

Annak érdekében, hogy jobb betekintést nyújtsunk ehhez a döntéshozatali folyamathoz, értékeljük a két alapvető lineáris mozgási platform-terv-a hagyományos színpadon történő megoldás és az IgM megoldás-közötti különbségeket, mind műszaki, mind pénzügyi szempontból mechanikus hordozó esettanulmány formájában.

Háttér

Az IgM rendszerek és a hagyományos színpadi-on-granite rendszerek hasonlóságának és különbségének feltárására két teszt eset-mintát készítettünk:

• Mechanikus csapágy, színpadi karika
• Mechanikus csapágy, IgM

Mindkét esetben mindegyik rendszer három mozgástengelyből áll. Az Y tengely 1000 mm utazást kínál, és a gránit szerkezetének alján helyezkedik el. Az X tengely, amely a szerelvény hídján helyezkedik el, 400 mm-es utazással, a függőleges z-tengelyt hordozza 100 mm-es utazással. Ez az elrendezés piktográfiailag ábrázolható.

A színpad-on-granite kialakításához egy Pro560 lm széles testű stádiumot választottunk az Y tengely számára, mivel nagyobb terhelésű képessége van, amely sok mozgási alkalmazás esetén gyakori ezt az „Y/XZ Split-Bridge” elrendezést. Az X tengelyhez Pro280LM -et választottunk, amelyet sok alkalmazásban általában híd tengelyként használnak. A PRO280LM gyakorlati egyensúlyt kínál a lábnyoma és annak képessége között, hogy egy Z tengelyt hordjon az ügyfél hasznos teherrel.

Az IGM tervekhez szorosan megismételtük a fenti tengelyek alapvető tervezési koncepcióit és elrendezéseit, az elsődleges különbség az, hogy az IgM tengelyek közvetlenül a gránit szerkezetébe vannak beépítve, és ezért hiányzik a megmunkált komponens bázisok, amelyek a színpadon a színpadon jelennek meg.

Mindkét tervezési esetben gyakori a Z tengely, amelyet Pro190SL golyó-söpörés-vezérelt szakasznak választottak. Ez egy nagyon népszerű tengely, amelyet a híd függőleges tájolásában használhat, nagylelkű hasznos teherbírása és viszonylag kompakt forma tényezője miatt.

A 2. ábra szemlélteti a vizsgált specifikus stádiumú és IgM rendszereket.

Műszaki összehasonlítás

Az IgM rendszereket különféle technikák és alkatrészek felhasználásával tervezték, amelyek hasonlóak a hagyományos színpadonkénti tervekhez. Ennek eredményeként az IgM rendszerek és a színpadon-on-granit rendszerek között számos közös technikai tulajdonság létezik. Ezzel szemben a mozgási tengelyek közvetlenül a gránitszerkezetbe történő integrálása számos megkülönböztető tulajdonságot kínál, amelyek megkülönböztetik az IgM rendszereket a színpadon-on-on-narit rendszerektől.

Forma tényező

Talán a legnyilvánvalóbb hasonlóság a gép alapjával kezdődik - a gránit. Noha különbségek vannak a jellemzőkben és a toleranciákban a színpad-on-granite és az IgM tervek között, a gránit alap, a emelők és a híd általános dimenziói egyenértékűek. Ennek oka elsősorban az, hogy a névleges és a határutak megegyeznek a színpad-on-on-granit és az IgM között.

Építés

A megmunkált komponens tengelybázisok hiánya az IgM kialakításában bizonyos előnyöket biztosít a színpadon-on-narit oldatokkal szemben. Különösen az alkatrészek csökkentése az IGM szerkezeti hurkában, elősegíti az általános tengely merevségének növelését. Ezenkívül rövidebb távolságot tesz lehetővé a gránit alap és a kocsi felső felülete között. Ebben a konkrét esettanulmányban az IGM kialakítása 33% -kal alacsonyabb a munkafelület magasságát (80 mm, szemben a 120 mm -rel). Ez a kisebb munkaerő nemcsak lehetővé teszi a kompaktabb kialakítást, hanem csökkenti a gépi eltolást a motorból és a kódolótól a munkapontig, csökkentett Abbe -hibákat eredményez, és ezért javította a munkapont pozicionálási teljesítményét.

Tengelykomponensek

Mélyebben a tervezésbe nézve, a színpad-on-granite és az IgM megoldások néhány kulcsfontosságú alkatrészt, például lineáris motorokat és helyzetkódolókat osztanak meg. A közönséges forgó és a mágneses pálya kiválasztása ekvivalens erő-output képességekhez vezet. Hasonlóképpen, ugyanazon kódolók használata mindkét formatervezésben azonos finom felbontást biztosít a visszajelzés helymeghatározásához. Ennek eredményeként a lineáris pontosság és az ismételhetőség teljesítménye nem különbözik szignifikánsan a színpad-on-on-granite és az IgM megoldások között. A hasonló alkatrészek elrendezése, beleértve a csapágy elválasztását és a tolerálást, összehasonlítható teljesítményhez vezet a geometriai hibamozgások (azaz a vízszintes és függőleges egyenes, a hangmagasság, a tekercs és a YAW) szempontjából. Végül, mindkét formatervezési elem, beleértve a kábelkezelést, az elektromos határokat és a keményszalapokat, alapvetően azonosak a funkcióban, bár fizikai megjelenésükben kissé eltérhetnek.

Csapágyak

Ehhez a konkrét kialakításhoz az egyik legfigyelemreméltóbb különbség a lineáris vezetőcsapágyak kiválasztása. Noha a recirkuláló golyóscsapágyakat mind a színpadon, mind az IgM rendszerekben használják, az IgM rendszer lehetővé teszi a nagyobb, merevebb csapágyak beépítését a kialakításba anélkül, hogy növelné a tengely működési magasságát. Mivel az IgM kialakítása a gránitra támaszkodik, mint az alapja, szemben a külön-külön megmunkált komponens bázissal, lehetséges a függőleges ingatlanok egy részének visszaszerzése, amelyet egyébként egy megmunkált bázis fogyaszt, és ezt a helyet lényegében nagyobb csapágyakkal tölti meg, miközben csökkenti a teljes kocsi magasságát a gránit felett.

Merevség

A nagyobb csapágyak használata az IgM kialakításában mély hatással van a szög merevségére. A széles testű alsó tengely (Y) esetében az IgM-oldat több mint 40% -kal nagyobb tekercs merevséget, 30% -kal nagyobb hangmagasságot és 20% -kal nagyobb ásási merevséget kínál, mint a megfelelő színpadon. Hasonlóképpen, az IgM híd négyszeres növekedést kínál a tekercs merevségében, a hangmagasság merevségét és több mint 30% -kal nagyobb merevségét, mint a színpadi színpadon. A magasabb szög merevség előnyös, mivel közvetlenül hozzájárul a jobb dinamikus teljesítményhez, ami kulcsfontosságú a magasabb gépi teljesítmény lehetővé tételéhez.

Terhelési kapacitás

Az IgM-oldat nagyobb csapágyai lényegesen magasabb hasznos teherbírást tesznek lehetővé, mint a színpad-on-granite oldat. Bár a színpadon-on-granite oldat Pro560LM alaptengelye 150 kg terhelési kapacitással rendelkezik, a megfelelő IgM-oldat képes befogadni a 300 kg-os hasznos terhelést. Hasonlóképpen, a színpad-on-granite Pro280LM híd tengelye 150 kg-ot támogat, míg az IgM oldat híd tengelye akár 200 kg-ot is képes.

Mozgó tömeg

Míg a mechanikus hordozó IgM tengelyek nagyobb csapágyai jobb szögteljesítmény-tulajdonságokat és nagyobb terhelés-hordozó kapacitást kínálnak, nagyobb, nehezebb teherautókkal is rendelkeznek. Ezenkívül az IgM kocsik úgy vannak kialakítva, hogy bizonyos megmunkált tulajdonságokat, amelyek szükségesek a színpadon-tengelyhez (de az IgM tengelye nem szükséges), eltávolítják az alkatrész merevségének növelése és a gyártás egyszerűsítése érdekében. Ezek a tényezők azt jelentik, hogy az IgM tengely nagyobb mozgó tömege van, mint a megfelelő színpad-tengely. Vitathatatlan hátránya, hogy az IgM maximális gyorsulása alacsonyabb, feltételezve, hogy a motoros erő kimenete változatlan. Bizonyos helyzetekben azonban egy nagyobb mozgó tömeg előnyös lehet a perspektíva szempontjából, hogy nagyobb tehetetlensége nagyobb ellenállást biztosíthat a zavarokkal szemben, ami összefüggésben lehet a fokozott helyzetben lévő stabilitással.

Szerkezeti dinamika

Az IgM rendszer magasabb csapágytartalmú merevsége és merevebb kocsi további előnyökkel jár, amelyek nyilvánvalóak, miután egy véges elem-elemzés (FEA) szoftvercsomagot használnak egy modális elemzés elvégzéséhez. Ebben a tanulmányban megvizsgáltuk a mozgó kocsi első rezonanciáját, mivel a szervo sávszélességre gyakorolt ​​hatása. A Pro560LM kocsi 400 Hz -en rezonanciát mutat, míg a megfelelő IgM -kocsi ugyanazt a módot tapasztalja 430 Hz -en. A 3. ábra szemlélteti ezt az eredményt.

Az IgM-oldat nagyobb rezonanciája, összehasonlítva a hagyományos színpad-on-granite-val, részben a merevebb kocsi és a csapágy kialakításának tulajdonítható. A magasabb kocsi -rezonancia lehetővé teszi a nagyobb szervo sávszélességet, és ezért javítja a dinamikus teljesítményt.

Üzemeltetési környezet

A tengely tömíthetősége szinte mindig kötelező, ha szennyező anyagok vannak jelen, akár a felhasználó folyamatán keresztül, akár a gép környezetében más módon léteznek. A színpadon lévő oldatok ezekben a helyzetekben különösen alkalmasak a tengely természeténél fogva zárt jellege miatt. Például a sorozatú lineáris szakaszok például keménytáblákkal és oldalsó tömítésekkel vannak felszerelve, amelyek ésszerű mértékben megvédik a belső színpadi alkatrészeket a szennyeződéstől. Ezeket a szakaszokat az opcionális asztali ablaktörlőkkel is konfigurálhatják, hogy a színpad áthaladásakor a törmeléket a legfontosabb keménytáblásról söpörjék le. Másrészt, az IgM mozgási platformjai természetüknél fogva nyitottak, a csapágyak, motorok és kódolók kitéve. Noha a tisztább környezetben nem kérdés, ez problémás lehet, ha a szennyeződés jelen van. Lehetőség van arra a kérdésre, hogy egy speciális Bellows stílusú úthozzon beépítve az IgM tengely kialakításába, hogy védelmet nyújtson a törmelék ellen. De ha nem helyesen hajtják végre, akkor a fújtató negatívan befolyásolhatja a tengely mozgását azáltal, hogy külső erőket ad a kocsinak, amikor az egész utazási tartományán áthalad.

Karbantartás

A szervizelhetőség megkülönbözteti a színpad-on-on-granite és az IgM mozgási platformokat. A lineáris motoros tengelyek jól ismertek robusztusságukról, de néha szükségessé válik a karbantartás elvégzése. Bizonyos karbantartási műveletek viszonylag egyszerűek, és a kérdéses tengely eltávolítása vagy szétszerelése nélkül megvalósíthatók, de néha alaposabb lebontásra van szükség. Ha a mozgási platform a gránitra szerelt diszkrét szakaszokból áll, a karbantartás ésszerűen egyértelmű feladat. Először válassza le a színpadot a gránitból, majd végezze el a szükséges karbantartási munkát, és tegye vissza azt. Vagy egyszerűen cserélje ki egy új színpadra.

Az IgM megoldások időnként nagyobb kihívást jelenthetnek a karbantartás elvégzésekor. Noha a lineáris motor egyetlen mágneses pályájának cseréje ebben az esetben nagyon egyszerű, a bonyolultabb karbantartás és javítás gyakran magában foglalja a tengelyt tartalmazó alkatrészek vagy mindegyikének teljesen szétszerelését, ami időigényesebb, ha az alkatrészeket közvetlenül a gránitba szerelik. A karbantartás elvégzése után is nehezebb a gránit-alapú tengelyeket egymáshoz igazítani-ez a feladat lényegesen egyértelműbb, diszkrét szakaszokkal.

1. táblázat. A mechanikus hordozó színpadon és az IgM megoldások közötti alapvető technikai különbségek összefoglalása.

Gazdasági összehasonlítás

Míg bármely mozgási rendszer abszolút költsége számos tényezőtől függ, beleértve az utazási hosszat, a tengely pontosságát, a terhelési képességet és a dinamikus képességeket, az analóg IgM és a stádium-on-on-on-on-on-on-on-on-on-on-on mozgási rendszerek relatív összehasonlításai azt sugallják, hogy az IgM megoldások képesek közepes vagy magas pontosságú mozgást kínálni, mint a színpadi partnereknél.

Gazdasági tanulmányunk három alapköltség -alkatrészből áll: gépi alkatrészek (beleértve a gyártott alkatrészeket és a vásárolt alkatrészeket), a gránit összeszerelést, valamint a munkaerőt és a fejét.

Gépi alkatrészek

Az IgM megoldás figyelemre méltó megtakarításokat kínál a színpadon-on-granite-oldaton keresztül a gépalkatrészek szempontjából. Ennek oka elsősorban annak köszönhető, hogy az IgM nem rendelkezik bonyolultan megmunkált színpadi bázisokkal az Y és X tengelyeken, amelyek komplexitást és költségeket adnak a színpad-on-granite-oldatokhoz. Ezenkívül a költségmegtakarítást az IgM megoldás más megmunkált alkatrészeinek, például a mozgó kocsiknak, amelyek egyszerűbb tulajdonságokkal és kissé nyugodtabb toleranciákkal rendelkezhetnek, ha az IgM rendszerben történő felhasználásra tervezték.

Gránit szerelvények

Noha a gránit bázis-híd-összeállítások mind az IgM, mind a színpad-on-granite rendszerekben hasonló formájú tényezővel és megjelenéssel látszanak, az IgM gránit összeszerelése kissé drágább. Ennek oka az, hogy az IgM-oldatban a gránit a megmunkált színpadi alapok helyét helyezi a színpad-on-granite-oldatban, amely megköveteli a gránit számára, hogy általában szigorúbb tűrésű legyen a kritikus régiókban, és még kiegészítő tulajdonságok, például extrudált vágások és/vagy menetes acélbetétek. Esettanulmányunkban azonban a gránitszerkezet hozzáadott bonyolultságát több mint ellensúlyozza a gépi alkatrészek egyszerűsítése.

A munka és a feje

Mivel a sok hasonlóság az IgM és a színpad-on-granite rendszerek összeszerelésében és tesztelésében, a munkaerő és az általános költségek között nincs szignifikáns különbség.

Miután ezeket a költségtényezőket egyesítették, a tanulmányban megvizsgált specifikus mechanikus hordozó IgM oldat körülbelül 15% -kal olcsóbb, mint a mechanikus hordozó, a színpad-on-granite oldat.

Természetesen a gazdasági elemzés eredményei nemcsak olyan tulajdonságoktól függnek, mint például az utazási hossz, a pontosság és a terhelési kapacitás, hanem olyan tényezőktől is, mint például a gránit beszállító kiválasztása. Ezenkívül körültekintő fontosságú a gránitszerkezet beszerzésével kapcsolatos szállítási és logisztikai költségek figyelembevétele. Különösen hasznos a nagyon nagy gránitrendszereknél, bár minden méretre igaz, a minősített gránit -szállító kiválasztása a végleges rendszer szerelvényének közelében közelebb állhat a költségek minimalizálásában is.

Azt is meg kell jegyezni, hogy ez az elemzés nem veszi figyelembe a végrehajtás utáni költségeket. Tegyük fel például, hogy szükségessé válik a mozgási rendszer kiszolgálása a mozgási tengely javításával vagy cseréjével. A színpad-on-granite rendszer kiszolgálható az érintett tengely egyszerű eltávolításával és javításával/cseréjével. A moduláris színpadi stílusú kialakítás miatt ezt viszonylag könnyű és sebességgel lehet megtenni, a magasabb kezdeti rendszerköltség ellenére. Noha az IgM rendszerek általában alacsonyabb költséggel érhetők el, mint a színpadon lévő társaik, az építés integrált jellege miatt nagyobb kihívást jelenthetnek a szétszerelés és a szolgáltatás.

Következtetés

Nyilvánvaló, hogy a mozgási platformok kialakításának minden típusa-a színpadon és az IgM-különálló előnyöket kínálhat. Ugyanakkor nem mindig nyilvánvaló, hogy melyik a legideálisabb választás egy adott mozgási alkalmazáshoz. Ezért nagyon hasznos, ha egy tapasztalt mozgás- és automatizálási rendszer-szállítóval, például az Aerotech-rel partnerülnek, amely kifejezetten alkalmazás-központú, konzultációs megközelítést kínál a megoldás alternatíváinak feltárására és értékes betekintésére a mozgásvezérlés és az automatizálási alkalmazások kihívásának alternatíváihoz. Nemcsak az automatizálási megoldások e két fajtájának különbségének megértése, hanem a megoldáshoz szükséges problémák alapvető szempontjai is, a siker mögöttes kulcsa egy olyan mozgási rendszer kiválasztásában, amely a projekt műszaki és pénzügyi célkitűzéseivel foglalkozik.

Aerotech -től.