Razlika između faze u granita i integriranog granitnog sistema pokreta

Odabir najprikladnijih linearnih pokretnih platforma zasnovanu na granitu za određenu aplikaciju ovisi o dotoru faktora i varijabli. Ključno je prepoznati da svaka aplikacija ima svoj jedinstveni skup zahtjeva koji se moraju razumjeti i prioritizirati kako bi se nastalo efikasno rješenje u pogledu pokretne platforme.

Jedna od sveprisutnijih rješenja uključuje postavljanje diskretnih faza pozicioniranja na granitnu strukturu. Drugo zajedničko rješenje integrira komponente koje sadrže porijeklo od motora izravno u sam granit. Odabir između faze na granita i integriranog platforme za kretanje (IGM) jedan je od starijih odluka koje treba izvršiti u procesu odabira. Postoje jasne razlike između obje vrste rešenja i naravno svaki ima svoje zasluge - i upozorenja - koje treba pažljivo shvatiti i razmotriti.

Da biste ponudili bolji uvid u ovaj proces donošenja odluka, ocjenjujemo razlike između dva temelja na dizajnu platforme za linearne linearne motive - tradicionalno scensko-granitno rješenje i IGM rješenje - iz tehničke i financijske perspektive u obliku studije slučajeva mehaničkih slučajeva.

Pozadina

Istražiti sličnosti i razlike između IGM sistema i tradicionalnih faljnih granitnih sistema, ostvarili smo dva dizajna testnog slučaja:

• Mehanički ležaj, scenski granit
• Mehanički ležaj, IGM

U oba slučaja svaki sustav sastoji se od tri osi pokretavanja. Osovina y nudi 1000 mm putovanja i nalazi se na bazi granitne strukture. X osi, koja se nalazi na mostu sklopa sa 400 mm putovanja, nosi vertikalnu z-osobu sa 100 mm putovanja. Ovaj aranžman je zastupljen pistomskim.

Za ekipu scenski granit odabrali smo pro560LM širok tjelesni faza za osi Y zbog većeg nosivosti opterećenja, zajednički za mnoge aplikacije za pokretanje koristeći ovaj aranžman "Y / XZ Split-Bridge". Za osi X odabrali smo pro280LM koji se obično koristi kao osovina mosta u mnogim aplikacijama. Pro280LM nudi praktičnu ravnotežu između njegovog otiska i njegove sposobnosti da nosi z osi sa korisničkim opterećenjem korisnika.

Za IGM dizajne pomno smo replicirali temeljne koncepte dizajna i rasporede gore navedenih osi, a postrojenja za IGM grade se u granitnoj strukturi, a samim tim nedostaju bazama obrađene komponente prisutne u dizajnu scenarijsko-granita.

Uobičajeni u oba slučaja dizajna nalazi se z osovi, koja je odabrana kao pro190SL kuglična vijka. Ovo je vrlo popularna os koja će se koristiti u vertikalnoj orijentaciji na mostu zbog velikodušnog kapaciteta korisnog opterećenja i relativno kompaktnog faktora oblika.

Na slici 2 ilustrira specifične studijske faze granita i IGM-a.

Tehnička usporedba

IGM sustavi dizajnirani su koristeći različite tehnike i komponente slične onima koji su pronađeni u tradicionalnim scenskim granitnim dizajnom. Kao rezultat toga, postoje brojna tehnička svojstva zajedničke između IGM sistema i sistemskih granitnih sistema. Suprotno tome, integrirajući osovine kretanja direktno u granitnu strukturu nudi nekoliko razlikovnih karakteristika koje razlikuju IGM sisteme iz scenskih granitnih sistema.

Faktor forme

Možda najočitija sličnost započinje s fokusijom mašine - granita. Iako postoje razlike u značajkama i tolerancijama između dizajna scenarita i IGM-a, ukupne dimenzije baze granita, rezervata i mosta su ekvivalentne. To je prvenstveno zato što su nominalni i granični putopis identični između scenskog granita i IGM-a.

Izgradnja

Nedostatak obrađenih ospovjetnih osi u IGM dizajnu pruža određene prednosti u odnosu na scensko-granitna rješenja. Konkretno, smanjenje komponenata u strukturnoj petlji IGM pomaže u povećanju cjelokupne ukočenosti osi. Takođe omogućava kraću udaljenost između baze granita i gornje površine kočija. U ovom konkretnom studiju slučaja, IGM dizajn nudi 33% niže radne visine (80 mm u odnosu na 120 mm). Ne samo da ova manja radna visina ne omogućava kompaktniji dizajn, ali i on smanjuje mašinu odstupanja od motora i davača na radnoj tačku, što rezultira smanjenim greškama u radnoj tački.

Axis komponente

Izgledajući dublje u dizajn, scenski i IGM rješenja dijele neke ključne komponente, poput linearnih motora i enkodera za poziciju. Zajednički izbor za pravljenje i magnet dovodi do ekvivalentnih mogućnosti izlaza sile. Isto tako, koristeći iste enkodere u oba dizajna pruža identičnoliku rezoluciju za pozicioniranje povratnih informacija. Kao rezultat toga, linearna preciznost i performanse ponovljivosti ne razlikuju se značajno između scenski i IGM rješenja. Izgled sličnog komponenta, uključujući odvajanje ležaja i tolerancija, dovodi do uporedivih performansi u pogledu geometrijskih prijedloga greške (tj. Vodoravna i vertikalna ravnomjernost, nagib, rolanje i zidanje). Konačno, oba dizajna "podržavajuće elemente, uključujući upravljanje kablom, električne granice i tvrde stope, u osnovi su identični u funkciji, iako mogu varirati pomalo u fizičkom izgledu.

Ležajevi

Za ovaj određeni dizajn jedna od najistaknutijih razlika je odabir ležajeva linearnog vodiča. Iako se recirkulacijsko kuglični ležajevi koriste u sistemima scenarijskim i IGM sistemima, IGM sistem omogućava uključivanje većih, čvrstih ležajeva u dizajn bez povećanja radne visine osovine. Budući da se IGM dizajn oslanja na granit kao svoju bazu, za razliku od zasebne obrade komponente, moguće je povratiti neke od vertikalnih nekretnina koje bi u protivnom potrošilo obrađenu bazu, a u suštini ispunjavaju ovaj prostor većim ležajevima, a još uvijek smanjuju ukupnu visinu nosača iznad granita.

Ukočenost

Upotreba većih ležajeva u IGM dizajnu ima dubok utjecaj na kutnu krutost. U slučaju nižeg osi širokog tijela (Y), IGM rješenje nudi preko 40% veće krutosti kotrlja, 30% veće krutosti nagiba i 20% veće krutosti sa vilicom od odgovarajućeg dizajna scenarita. Slično tome, Most IgM-a nudi četverostruko povećanje krutosti kotrljanja, udvostručite krutost nagiba i više od 30% veće krutosti na žrtavu od svog stubova sa granita. Viša kutna krutost je povoljna jer direktno doprinosi poboljšanju dinamičkih performansi, što je ključno za omogućavanje veće mašine propusnosti.

Nosivost

Veći ležajevi IGM rješenja omogućuju znatno veću nosivost od rešenja s pozorničnim granitom. Iako je osnovna osovina PRO560LM otopine s pozorištem na granitu ima nosivost od 150 kg, odgovarajuće IGM rješenje može primiti 300 kg korisnog opterećenja. Slično tome, postepeni most za granit-u Granit-u podržava 150 kg, dok se osovina mosta IGM rješenja može nositi do 200 kg.

Pokretna masa

Dok su veći ležajevi u odjećima mehanički ležaj IGM nude bolje atribute kutnih performansi i veći kapacitet opterećenja, oni također dolaze s većim, težim kamionima. Pored toga, Carriages IGM dizajnirani su tako da su određene obrađene osobine potrebne za scensko-granitnu osovinu (ali ne zahtijeva IGM osobu) uklanjaju se da bi povećali dijelu krutosti i pojednostaviti proizvodnju. Ovi faktori znače da IGM osovina ima veću pokretnu masu od odgovarajuće scenske granitne osi. Neosporna pad strana je da je maksimalno ubrzanje IGM-a niže, pretpostavljajući da je izlaz motorne sile nepromijenjen. Ipak, u određenim situacijama, veća pokretna masa može biti povoljna iz perspektive da njegova veća inercija može pružiti veću otpornost na poremećaje, što može u korelaciji za povećanje stabilnosti u položaju.

Strukturna dinamika

Veća krutost ležaja IGM-a i čvršća kolica pružaju dodatne pogodnosti koje su očigledne nakon upotrebe softvera za analizu konačnih elemenata (FEA) za obavljanje modalne analize. U ovoj studiji pregledali smo prvu rezonancu prevozničkog prijevoza zbog njegovog učinka na servo propusnosti. Pro560LM nosač nailazi na rezonancu na 400 Hz, dok odgovarajuća IGM kolica doživljava isti mod na 430 Hz. Slika 3 prikazuje ovaj rezultat.

Veća rezonanca IGM rješenja, u odnosu na tradicionalni scenski granit, može se dijelom pripisati pripićivanju dizajnu bavljenja i nosivosti. Veća rezonanca prijevoza omogućava da ima veću širinu opsega servo i samim tim i poboljšane dinamičke performanse.

Radno okruženje

Osovitost osovine gotovo je uvijek obavezna kada su kontaminanti prisutni, bilo da se generiraju putem procesa korisnika ili na neki drugi način koji postoje u okruženju mašine. Scenarsko-granitna rješenja posebno su prikladna u tim situacijama zbog inherentno zatvorene prirode osi. Linearne faze pro-serije, na primjer, opremljeni su čvrstim i bočnim brtvi koji štite komponente interne pozornice od onečišćenja u razumnu opsegu. Te bi faze mogu biti konfigurirane i sa opcionalnim brisačima tablice da pometaju krhotine isključenog gornjeg tvrdog uvelaka kao na pozornici prelazi. S druge strane, IGM platforme kretanja su svojstveno otvorene u prirodi, s izloženim ležajevima, motorima i davačima. Iako nije problem u čistijem okruženjima, to može biti problematično kada je kontaminacija prisutna. Moguće je riješiti ovo pitanje uključivanjem posebnog puta stila u stil u igm na dizajnu osi za pružanje zaštite od krhotina. Ali ako se ne provodi pravilno, mehovi mogu negativno utjecati na motivost osovine prenošenjem vanjskih sila na kočiju dok se kreće kroz puni raspon putovanja.

Održavanje

Usluga je različitost između platformi za motive scene i IGM. Linearne motorike su dobro poznate po svojoj robusnosti, ali ponekad postaje neophodno za obavljanje održavanja. Određene operacije održavanja su relativno jednostavne i mogu se postići bez uklanjanja ili rastavljanja u pitanju osi, ali ponekad je potreban detaljniji teza. Kada se platforma kretanja sastoji od diskretnih faza montiranih na granitu, servis je razumno jačan zadatak. Prvo, demontirajte pozornicu iz granita, a zatim izvršite potrebne radove održavanja i ponovo ga preuzmite. Ili ga jednostavno zamijenite novom pozornicom.

IGM rješenja mogu ponekad biti izazovniji prilikom obavljanja održavanja. Iako zamjena jednostruka magnet traga linearnog motora vrlo je jednostavna, složenije održavanje i popravke često uključuju potpuno rastavljanje mnogih ili svih komponenti koje sadrže osovinu, što je više vremena koje su konzumiranje kada su komponente izravno montirane direktno u granit. Također je teže poravnati osovine na bazi granita jedan na drugom nakon obavljanja održavanja - zadatak koji je znatno jednostavniji s diskretnim fazama.

Tabela 1. Sažetak temeljnih tehničkih razlika između mehaničkih sastojaka za granita i IGM rješenja.

Ekonomska usporedba

Iako će apsolutni trošak bilo kojeg sustava pokreta razlikovati na nekoliko faktora, uključujući preciznost ustranske i dinamičke mogućnosti, relativne usporedbe analognih IGM i scenarijskih sustava za pokretanje u ovom studiju mogu ponuditi srednje do preciznosti u umjerenim nižim troškovima od morskih plata.

Naša ekonomska studija sastoji se od tri komponente temeljnih troškova: strojne dijelove (uključujući i proizvedene dijelove i kupljene komponente), granitnu sklop i rad i nadzemni.

Mašinski dijelovi

IGM rješenje nudi zapaženu uštedu preko scensko-granitnog rješenja u pogledu dijelova strojeva. To je prvenstveno zbog nedostatka IGM-ovog matične osnove faze na osi y i x, koje dodaju složenost i trošak na scensko-granitne rješenja. Nadalje, ušteda troškova mogu se pripisati relativnom pojednostavljenju drugih obrađenih dijelova na IGM rješenju, poput pokretnih kolica, što može imati jednostavnije funkcije i pomalo opuštenije tolerancije u okviru IGM sistema.

Granitni sklopovi

Iako se čini da se granitne bazne mostove mostove u IGM i scenarijskom sistemu imaju sličan faktor i izgled u obliku oblika, montaža IGM granita je marginalno skuplje. To je zato što se granit u IGM rješenje zauzima mjesto obrađene pozornice u reljetu scenarijsko-granita, za koje se granit zahtijeva uglavnom čvršće tolerancije u kritičnim regijama, kao i ekstrudiranim rezovima i / ili navodnim čeličnim umetcima. Međutim, u našoj studiji slučaja, dodana složenost granitne strukture više je nego nadoknađuje pojednostavljenje u dijelovima strojeva.

Rad i nadzemni

Zbog mnogih sličnosti u sastavljanju i testiranju i IGM i scenski granitni sustavi, nema značajnih razlika u radu i režijskim troškovima.

Jednom kada se svi ti troškovi kombiniraju, specifična mehanički ingm rješenje ispitano u ovoj studiji iznosi otprilike 15% manje skupo od mehaničkog ležaja, scenarsko-granitne otopine.

Naravno, rezultati ekonomske analize ovise ne samo o atributima kao što su dužina putovanja, preciznosti i nosivost, već i na faktore kao što su izbor dobavljača granita. Uz to, razborito je razmotriti troškove otpreme i logistike povezane s nabavkom granitne strukture. Posebno korisno za vrlo velike granitne sustave, iako istinita za sve veličine, odabirom kvalificiranog dobavljača granita u bliskoj blizini lokacije završne sklopne sustava može pomoći i umanjivanju i troškova.

Također treba napomenuti da ova analiza ne smatra troškove post-implementacije. Na primjer, pretpostavimo da se postaje neophodno da se servisi sustav pokreta popravljanjem ili zamjenom osi pokreta. Sistem scenarijskim granitom može se servisirati jednostavnim uklanjanjem i popravkom / zamjenom pogođene osi. Zbog modularnog dizajna stila scena, to se može učiniti relativnim lakoćom i brzinom, uprkos većem početnom trošku sistema. Iako se IGM sistemi uglavnom mogu dobiti po nižoj cijeni od svojih faza-granitnih kolega, oni mogu biti izazovniji za rastavljanje i uslugu zbog integrirane prirode izgradnje.

Zaključak

Jasno je svaka vrsta dizajna platforme pokreta - scenski granit i IGM - mogu ponuditi različite pogodnosti. Međutim, nije uvijek očigledno što je najidealniji izbor za određenu aplikaciju za pokretanje. Stoga je posebno korisno partneru sa iskusnim dobavljačem sistema pokreta i automatizacije, poput Aerotech-a, koji nudi konsultativni pristup usredotočenim na aplikaciju za istraživanje i pružanje vrijednog uvida u alternative rješenja i automatizacije zahtjeva za kontrolu pokreta i automatizacije. Razumijevanje ne samo razlike između ove dvije sorte rješenja za automatizaciju, već i temeljni aspekti problema koji su potrebni za rješavanje, je osnovni ključ uspjeha u odabiru sistema pokreta koji se bavi tehničkim i financijskim ciljevima projekta.

Iz Aeroteha.