Берілген қолданба үшін ең қолайлы гранит негізіндегі сызықты қозғалыс платформасын таңдау көптеген факторлар мен айнымалыларға байланысты.Әрбір және әрбір қосымшаның қозғалыс платформасы тұрғысынан тиімді шешімге қол жеткізу үшін түсіну және басымдыққа ие болуы керек өзіндік бірегей талаптар жиынтығы бар екенін мойындау өте маңызды.
Ең кең таралған шешімдердің бірі гранит құрылымына дискретті орналастыру кезеңдерін орнатуды қамтиды.Басқа жалпы шешім қозғалыс осьтерін құрайтын компоненттерді тікелей граниттің өзіне біріктіреді.Гранит үстіндегі кезең мен біріктірілген граниттік қозғалыс (IGM) платформасы арасында таңдау таңдау процесінде қабылданатын ертерек шешімдердің бірі болып табылады.Шешімдердің екі түрі арасында да айқын айырмашылықтар бар және, әрине, әрқайсысының өзіндік артықшылықтары бар - және ескертулер - оларды мұқият түсіну және қарастыру қажет.
Осы шешім қабылдау процесін жақсырақ түсіну үшін біз екі іргелі сызықты қозғалыс платформасының дизайны арасындағы айырмашылықтарды - граниттегі дәстүрлі шешім және IGM шешімі - техникалық және қаржылық перспективалар тұрғысынан механикалық мысалды зерттеу.
Фон
IGM жүйелері мен дәстүрлі граниттік жүйелер арасындағы ұқсастықтар мен айырмашылықтарды зерттеу үшін біз екі сынақ үлгісін жасадық:
- Механикалық подшипник, гранит үстінде
- Механикалық мойынтірек, IGM
Екі жағдайда да әрбір жүйе үш қозғалыс осінен тұрады.Y осі 1000 мм жүруді ұсынады және гранит құрылымының негізінде орналасқан.400 мм жүріспен жинақтың көпірінде орналасқан X осі 100 мм жүріспен тік Z осін тасымалдайды.Бұл орналасу пиктографиялық түрде берілген.
Гранит үстіндегі кезең дизайны үшін біз Y осі үшін PRO560LM кең корпусты сатысын таңдадық, себебі оның жүк көтергіштігі үлкен, бұл «Y/XZ көпірлі көпір» орналасуын пайдаланатын көптеген қозғалыс қолданбалары үшін ортақ.X осі үшін біз PRO280LM таңдадық, ол әдетте көптеген қолданбаларда көпір осі ретінде пайдаланылады.PRO280LM оның ізі мен тұтынушының пайдалы жүктемесі бар Z осін тасымалдау мүмкіндігі арасындағы практикалық теңгерімді ұсынады.
IGM конструкциялары үшін біз іргелі дизайн тұжырымдамалары мен жоғарыда аталған осьтердің макеттерін мұқият қайталадық, негізгі айырмашылығы IGM осьтері тікелей гранит құрылымына салынған, сондықтан оны іске қосу кезінде өңделген құрамдас негіздердің болмауы. - гранит конструкциялары.
Екі дизайн жағдайында да ортақ болып табылатын Z осі болып табылады, ол PRO190SL шарикті бұрандамен басқарылатын кезең ретінде таңдалған.Бұл көпірдегі тік бағытта пайдалану үшін өте танымал ось, өйткені оның пайдалы жүк көтергіштігі және салыстырмалы түрде ықшам пішін факторы.
2-суретте зерттелген гранит үстіндегі және IGM жүйелерін суреттейді.
Техникалық салыстыру
IGM жүйелері дәстүрлі граниттегі сахналық конструкциялардағыларға ұқсас әртүрлі әдістер мен компоненттерді пайдалана отырып жасалған.Нәтижесінде IGM жүйелері мен граниттегі сатылы жүйелер арасында ортақ көптеген техникалық қасиеттер бар.Керісінше, қозғалыс осьтерін тікелей гранит құрылымына біріктіру IGM жүйелерін граниттік жүйелерден ерекшелендіретін бірнеше ерекшеліктерді ұсынады.
Форма факторы
Мүмкін, ең айқын ұқсастық машинаның іргетасы — граниттен басталады.Гранит үстіндегі және IGM конструкциялары арасындағы мүмкіндіктер мен төзімділіктерде айырмашылықтар болғанымен, гранит негізінің, көтергіштердің және көпірдің жалпы өлшемдері баламалы.Бұл, ең алдымен, номиналды және шекті жүрістердің гранит үстіндегі кезең мен IGM арасындағы бірдей болғандықтан.
Құрылыс
IGM дизайнында өңделген құрамдас ось негіздерінің болмауы граниттік шешімдерге қарағанда белгілі бір артықшылықтарды қамтамасыз етеді.Атап айтқанда, IGM құрылымдық контурындағы құрамдас бөліктердің азаюы жалпы ось қаттылығын арттыруға көмектеседі.Ол сондай-ақ гранит негізі мен арбаның үстіңгі беті арасындағы қашықтықты қысқартуға мүмкіндік береді.Осы нақты жағдайды зерттеуде IGM дизайны жұмыс бетінің биіктігін 33%-ға (120 мм-мен салыстырғанда 80 мм) төмендетеді.Бұл кішірек жұмыс биіктігі ықшам дизайнға мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен қатар ол қозғалтқыш пен кодтағыштан жұмыс нүктесіне дейінгі машинаның ығысуын азайтады, нәтижесінде Abbe қателері азаяды, сондықтан жұмыс нүктесін орналастыру өнімділігі жақсарады.
Ось құрамдастары
Дизайнға тереңірек үңілсек, граниттегі сатылы және IGM шешімдері сызықтық қозғалтқыштар мен позиция кодерлері сияқты кейбір негізгі компоненттерді бөліседі.Жалпы күш пен магнит жолын таңдау күш шығарудың баламалы мүмкіндіктеріне әкеледі.Сол сияқты, екі дизайнда бірдей кодтауыштарды пайдалану кері байланысты орналастыру үшін бірдей жақсы ажыратымдылықты қамтамасыз етеді.Нәтижесінде сызықтық дәлдік пен қайталану өнімділігі гранит үстіндегі және IGM шешімдері арасында айтарлықтай ерекшеленбейді.Ұқсас құрамдас орналасу, соның ішінде мойынтіректерді бөлу және төзімділік, геометриялық қате қозғалыстары (яғни, көлденең және тік түзу, қадам, иілу және иілу) бойынша салыстырмалы өнімділікке әкеледі.Ақырында, екі конструкцияның тірек элементтері, соның ішінде кабельді басқару, электрлік шектеулер және қатты тоқтаулар, сыртқы түрі бойынша біршама өзгеше болуы мүмкін болса да, функциялары бойынша түбегейлі бірдей.
Мойынтіректер
Бұл ерекше дизайн үшін ең маңызды айырмашылықтардың бірі сызықты бағыттаушы мойынтіректерді таңдау болып табылады.Рециркуляциялық шарикті мойынтіректер граниттік және IGM жүйелерінде қолданылғанымен, IGM жүйесі осьтің жұмыс биіктігін арттырмай дизайнға үлкенірек, қаттырақ мойынтіректерді қосуға мүмкіндік береді.IGM дизайны жеке өңделген құрамдас негізге қарағанда, оның негізі ретінде гранитке сүйенетіндіктен, өңделген негіз басқа жағдайда тұтынылатын тік жылжымайтын мүліктің бір бөлігін қайтарып алуға және бұл кеңістікті үлкенірек толтыруға болады. мойынтіректерді гранит үстіндегі жалпы вагон биіктігін азайта отырып.
Қаттылық
IGM дизайнында үлкенірек мойынтіректерді пайдалану бұрыштық қаттылыққа қатты әсер етеді.Кең денелі төменгі ось (Y) жағдайында IGM шешімі гранит үстіндегі сәйкес конструкцияға қарағанда 40%-дан астам шиыршық қаттылығын, 30%-ға үлкен қадам қаттылығын және 20%-ға үлкен иілу қаттылығын ұсынады.Сол сияқты, IGM көпірі граниттегі аналогына қарағанда шиыршық қаттылығын төрт есе, қадам қаттылығын екі есе және иілу қаттылығын 30%-дан астам ұсынады.Жоғары бұрыштық қаттылық тиімді, себебі ол динамикалық өнімділікті жақсартуға тікелей ықпал етеді, бұл машинаның жоғары өткізу қабілетін қамтамасыз етудің кілті болып табылады.
Жүктеме сыйымдылығы
IGM ерітіндісінің үлкенірек мойынтіректері гранит үстіндегі ерітіндіге қарағанда айтарлықтай жоғары жүк сыйымдылығына мүмкіндік береді.Гранит үстіндегі ерітіндінің PRO560LM базалық осінің жүк көтергіштігі 150 кг болса да, сәйкес IGM шешімі 300 кг пайдалы жүктемені сыйдыра алады.Сол сияқты, гранит үстіндегі PRO280LM көпір осі 150 кг салмақты қолдайды, ал IGM ерітіндісінің көпір осі 200 кг-ға дейін көтере алады.
Қозғалыс массасы
Механикалық мойынтіректері бар IGM осьтеріндегі үлкенірек мойынтіректер жақсырақ бұрыштық өнімділік атрибуттары мен үлкен жүк көтеру қабілетін ұсынса да, олар үлкенірек, ауыр жүк көліктерімен бірге келеді.Сонымен қатар, IGM арбалары бөлшектердің қаттылығын арттыру және өндірісті жеңілдету үшін граниттік оське қажет кейбір өңделген мүмкіндіктер (бірақ IGM осі талап етілмейді) жойылатындай етіп жасалған.Бұл факторлар IGM осінің граниттегі сәйкес саты осіне қарағанда үлкен қозғалмалы массаға ие екенін білдіреді.Даусыз минус IGM максималды жеделдету қозғалтқыш күші өзгеріссіз деп есептей отырып, төмен болып табылады.Дегенмен, белгілі бір жағдайларда үлкенірек қозғалатын масса, оның үлкен инерциясы бұзылуларға үлкен қарсылықты қамтамасыз ете алатындығы тұрғысынан тиімді болуы мүмкін, бұл позициядағы тұрақтылықтың жоғарылауымен байланысты болуы мүмкін.
Құрылымдық динамика
IGM жүйесінің жоғары мойынтіректердің қаттылығы және неғұрлым қатаң кареткасы модальды талдауды орындау үшін соңғы элементтерді талдау (FEA) бағдарламалық пакетін пайдаланғаннан кейін көрінетін қосымша артықшылықтарды қамтамасыз етеді.Бұл зерттеуде біз серво өткізу қабілетіне әсер ету себебінен қозғалатын каретканың бірінші резонансын зерттедік.PRO560LM кареткасы 400 Гц жиілікте резонансқа тап болады, ал сәйкес IGM кареткасы 430 Гц жиілікте бірдей режимді сезінеді.3-сурет бұл нәтижені көрсетеді.
Дәстүрлі гранитпен салыстырғанда IGM ерітіндісінің жоғары резонансы ішінара қатты арба мен мойынтіректердің дизайнына жатқызылуы мүмкін.Тасымалдаудың жоғары резонансы үлкен сервопрокатқа ие болуға және динамикалық өнімділікті жақсартуға мүмкіндік береді.
Жұмыс ортасы
Пайдаланушы процесі арқылы пайда болған немесе құрылғының ортасында басқа жолмен бар болса да, ластаушы заттар болған кезде осьтің тығыздалуы әрқашан дерлік міндетті болып табылады.Граниттегі сатылы ерітінділер осьтің тұйық сипатына байланысты мұндай жағдайларда әсіресе қолайлы.Мысалы, PRO сериялы сызықтық сатылар ішкі кезең компоненттерін ластанудан қолайлы дәрежеде қорғайтын қатты мұқабалармен және бүйірлік тығыздағыштармен жабдықталған.Сондай-ақ, бұл кезеңдерді кезең өткенде үстіңгі қатты мұқабадағы қоқыстарды тазалау үшін қосымша үстел үсті тазалағыштарымен конфигурациялауға болады.Екінші жағынан, IGM қозғалыс платформалары табиғатта ашық, мойынтіректері, қозғалтқыштары және кодерлері ашық.Таза ортада мәселе болмаса да, ластану бар кезде бұл мәселе туындауы мүмкін.Бұл мәселені қоқыстан қорғауды қамтамасыз ету үшін IGM осінің дизайнына арнайы сильфон тәрізді жол қақпағын қосу арқылы шешуге болады.Бірақ егер дұрыс орындалмаса, сильфон барлық қозғалыс ауқымында қозғалған кезде арбаға сыртқы күштер беру арқылы ось қозғалысына теріс әсер етуі мүмкін.
Техникалық қызмет көрсету
Қызмет көрсету мүмкіндігі гранит үстіндегі және IGM қозғалыс платформаларының арасындағы дифференциатор болып табылады.Сызықтық қозғалтқыш осьтері беріктігімен жақсы белгілі, бірақ кейде техникалық қызмет көрсету қажет болады.Кейбір техникалық қызмет көрсету операциялары салыстырмалы түрде қарапайым және олар осьті алып тастамай немесе бөлшектемей-ақ орындалуы мүмкін, бірақ кейде мұқият бөлшектеу қажет.Қозғалыс платформасы гранитке орнатылған дискретті кезеңдерден тұратын кезде, қызмет көрсету өте қарапайым тапсырма болып табылады.Алдымен граниттен сахнаны түсіріңіз, содан кейін қажетті жөндеу жұмыстарын орындаңыз және оны қайта орнатыңыз.Немесе жай ғана оны жаңа кезеңмен ауыстырыңыз.
IGM шешімдері техникалық қызмет көрсету кезінде кейде қиынырақ болуы мүмкін.Бұл жағдайда желілік қозғалтқыштың жалғыз магниттік жолын ауыстыру өте қарапайым болғанымен, күрделірек техникалық қызмет көрсету және жөндеу көбінесе осьті құрайтын көптеген немесе барлық компоненттерді толығымен бөлшектеуді қамтиды, бұл компоненттер тікелей гранитке орнатылған кезде көп уақытты қажет етеді.Сондай-ақ техникалық қызмет көрсетуді орындағаннан кейін гранит негізіндегі осьтерді бір-біріне теңестіру қиынырақ - бұл дискретті кезеңдерде әлдеқайда қарапайым тапсырма.
Кесте 1. Механикалық мойынтіректері бар граниттік және IGM шешімдері арасындағы негізгі техникалық айырмашылықтардың қысқаша мазмұны.
| Сипаттама | Граниттік жүйе, механикалық мойынтірек | IGM жүйесі, механикалық мойынтірек | |||
| Негізгі ось (Y) | Көпір осі (X) | Негізгі ось (Y) | Көпір осі (X) | ||
| Қалыпты қаттылық | Вертикалды | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.1 |
| Бүйірлік | 1.5 | ||||
| Қадам | 1.3 | 2.0 | |||
| Орам | 1.4 | 4.1 | |||
| Ия | 1.2 | 1.3 | |||
| Жүк көтергіштігі (кг) | 150 | 150 | 300 | 200 | |
| Қозғалыс массасы (кг) | 25 | 14 | 33 | 19 | |
| Үстелдің биіктігі (мм) | 120 | 120 | 80 | 80 | |
| Тығыздау | Қатты мұқаба және бүйірлік тығыздағыштар оське кіретін қоқыстардан қорғайды. | IGM әдетте ашық дизайн болып табылады.Тығыздау үшін сильфонды жол қақпағын немесе ұқсасты қосу қажет. | |||
| Қызмет көрсету мүмкіндігі | Құрамдас кезеңдерді алып тастауға және оңай қызмет көрсетуге немесе ауыстыруға болады. | Осьтер гранит құрылымына табиғи түрде салынған, бұл қызмет көрсетуді қиындатады. | |||
Экономикалық салыстыру
Кез келген қозғалыс жүйесінің абсолютті құны бірнеше факторларға, соның ішінде қозғалыс ұзындығына, осьтің дәлдігіне, жүк сыйымдылығына және динамикалық мүмкіндіктеріне байланысты өзгеретін болса да, осы зерттеуде жүргізілген ұқсас IGM және гранит үстіндегі қозғалыс жүйелерінің салыстырмалы салыстырулары IGM шешімдерінің граниттегі аналогтарына қарағанда орташа және жоғары дәлдіктегі қозғалысты біршама төмен шығындармен ұсына алады.
Біздің экономикалық зерттеуіміз үш іргелі шығындар құрамдастарынан тұрады: машина бөлшектері (өндірілген бөлшектерді де, сатып алынған компоненттерді де қоса), гранитті құрастыру, жұмыс күші мен үстеме шығындар.
Машина бөлшектері
IGM шешімі машина бөлшектері тұрғысынан граниттегі сатылы ерітіндіге қарағанда айтарлықтай үнемдеуді ұсынады.Бұл, ең алдымен, IGM-де Y және X осьтерінде күрделі өңделген кезең негіздерінің болмауына байланысты, бұл гранит үстіндегі шешімдерге күрделілік пен шығынды қосады.Әрі қарай, шығындарды үнемдеу IGM жүйесінде пайдалану үшін жасалған кезде қарапайым мүмкіндіктерге және біршама жеңілдетілген рұқсаттарға ие болатын қозғалатын арбалар сияқты IGM шешіміндегі басқа өңделген бөлшектердің салыстырмалы жеңілдетілуіне жатқызылуы мүмкін.
Гранит жинақтары
IGM және граниттегі сатылы жүйелердегі гранит негізі-көтергіш-көпір жинақтары ұқсас пішін факторы мен сыртқы түріне ие болғанымен, IGM гранит жинағы біршама қымбатырақ.Себебі, IGM ерітіндісіндегі гранит граниттің сатылы ерітіндісінде өңделген саты негіздерінің орнын алады, бұл граниттің сыни аймақтарда әдетте қатаңырақ төзімділігін, тіпті экструдталған кесу және// сияқты қосымша мүмкіндіктердің болуын талап етеді. немесе бұрандалы болат кірістірулер, мысалы.Дегенмен, біздің жағдайды зерттеуде гранит құрылымының қосымша күрделілігі машина бөліктерін жеңілдетумен өтеледі.
Еңбек және үстеме шығындар
IGM және граниттегі сатылы жүйелерді құрастыру мен сынаудағы көптеген ұқсастықтарға байланысты еңбек және үстеме шығындарда айтарлықтай айырмашылық жоқ.
Осы шығындардың барлық факторларын біріктіргеннен кейін, осы зерттеуде зерттелген арнайы механикалық мойынтіректері бар IGM ерітіндісі механикалық мойынтіректері бар, гранит үстіндегі ерітіндіге қарағанда шамамен 15% арзанырақ.
Әрине, экономикалық талдау нәтижелері саяхат ұзақтығы, дәлдік және жүк көтергіштігі сияқты атрибуттарға ғана емес, сонымен қатар гранитті жеткізушіні таңдау сияқты факторларға да байланысты.Сонымен қатар, гранит құрылымын сатып алуға байланысты тасымалдау және логистикалық шығындарды ескеру орынды.Әсіресе өте үлкен гранит жүйелері үшін пайдалы, бірақ барлық өлшемдерге қатысты, соңғы жүйе жинағы орналасқан жерге жақын жерде білікті гранит жеткізушісін таңдау шығындарды азайтуға көмектеседі.
Сондай-ақ, бұл талдау енгізуден кейінгі шығындарды ескермейтінін атап өткен жөн.Мысалы, қозғалыс осін жөндеу немесе ауыстыру арқылы қозғалыс жүйесіне қызмет көрсету қажет болды делік.Граниттегі кезеңді жүйеге зақымдалған осьті жай алып тастау және жөндеу/ауыстыру арқылы қызмет көрсетуге болады.Модульдік сахналық стиль дизайнына байланысты, бұл жоғары бастапқы жүйе құнына қарамастан, салыстырмалы жеңіл және жылдам орындалуы мүмкін.IGM жүйелерін әдетте граниттегі аналогтарына қарағанда төмен бағамен алуға болатынына қарамастан, құрылыстың біріктірілген сипатына байланысты оларды бөлшектеу және қызмет көрсету қиынырақ болуы мүмкін.
Қорытынды
Қозғалыс платформасының дизайнының әрбір түрі - гранит үстіндегі сахна және IGM - ерекше артықшылықтарды ұсына алатыны анық.Дегенмен, нақты қозғалыс қолданбасы үшін қайсысы ең жақсы таңдау екені әрқашан анық бола бермейді.Сондықтан Aerotech сияқты тәжірибелі қозғалыс және автоматтандыру жүйелерінің жеткізушісімен серіктес болу өте тиімді, ол нақты қолданбалы мақсатты, кеңес беру тәсілін ұсынып, қозғалысты басқару мен автоматтандырудың күрделі қолданбаларына шешім баламаларын зерттеп, құнды түсінік береді.Автоматтандыру шешімдерінің осы екі түрі арасындағы айырмашылықты ғана емес, сонымен қатар олар шешуге қажетті мәселелердің негізгі аспектілерін түсіну жобаның техникалық және қаржылық мақсаттарына жауап беретін қозғалыс жүйесін таңдаудағы табыстың негізгі кілті болып табылады.
AEROTECH компаниясынан.
Жіберу уақыты: 31 желтоқсан 2021 ж