Выбар найбольш прыдатнай гранітнай платформы лінейнага руху для дадзенага прыкладання залежыць ад мноства фактараў і зменных. Важна прызнаць, што кожнае прыкладанне мае свой унікальны набор патрабаванняў, якія неабходна разумець і расстаўляць прыярытэты, каб прыняць эфектыўнае рашэнне з пункту гледжання платформы руху.
Адзін з найбольш паўсюдных раствораў прадугледжвае мантаж дыскрэтных этапаў пазіцыянавання на гранітную структуру. Яшчэ адно распаўсюджанае рашэнне аб'ядноўвае кампаненты, якія складаюць восі руху непасрэдна ў сам граніт. Выбар паміж стадыяй граніту і інтэграванай платформай руху (IGM) з'яўляецца адным з папярэдніх рашэнняў, якія будуць прыняты ў працэсе адбору. Існуюць відавочныя адрозненні паміж абодвума тыпамі рашэнняў, і, вядома, у кожнага ёсць свае заслугі - і нюанс - якія трэба старанна вывучыць і разглядаць.
Каб прапанаваць больш глыбокае ўяўленне пра гэты працэс прыняцця рашэнняў, мы ацэньваем адрозненні паміж двума асноўнымі лінейнымі праектамі платформы руху-традыцыйным рашэннем на стадыі граніта і рашэннем IGM-як з тэхнічных, так і з фінансавых перспектыў у выглядзе механічнага даследавання.
Фон
Каб вывучыць падабенства і адрозненні паміж сістэмамі IGM і традыцыйнымі гранітнымі сістэмамі, мы стварылі два праекты для выпрабаванняў:
- Механічны падшыпнік, сцэна-граніт
- Механічны падшыпнік, IgM
У абодвух выпадках кожная сістэма складаецца з трох восяў руху. А вось Y прапануе 1000 мм падарожжа і размешчана на падставе гранітнай канструкцыі. Восі X, размешчаная на мосце зборкі з 400 мм падарожжа, нясе вертыкальны восі Z са 100 мм падарожжа. Такое размяшчэнне прадстаўлена піктаграфічна.
Для дызайну на сцэне на граніце мы выбралі стадыю шырокага корпуса Pro560LM для восі Y з-за большай магутнасці, якая пераносіць нагрузку, агульнай для многіх прыкладанняў руху, выкарыстоўваючы гэтую кампазіцыю "Y/XZ Split-Bridg". Для восі X мы абралі Pro280LM, які звычайна выкарыстоўваецца ў якасці восі моста ў многіх прыкладаннях. Pro280LM прапануе практычны баланс паміж яго слядам і здольнасцю перавозіць восі Z з карыснай нагрузкай кліента.
Для канструкцый IGM мы ўважліва паўтаралі асноўныя канцэпцыі дызайну і макеты вышэйзгаданых восяў, прычым асноўная розніца заключаецца ў тым, што восі IGM убудаваны непасрэдна ў гранітную структуру, і таму не хапае апрацаваных-кампанентаў, прысутных у сцэнічных канструкцыях граніту.
У абодвух дызайнерскіх выпадках з'яўляецца восі Z, якая была абрана для прамежкавай стадыі Pro190SL. Гэта вельмі папулярная вось, якую трэба выкарыстоўваць у вертыкальнай арыентацыі на мосце з -за яго шчодрай ёмістасці карыснай нагрузкі і адносна кампактнага фактару.
Малюнак 2 ілюструе канкрэтныя вывучаныя сістэмы стадыі граніту і IGM.
Тэхнічнае параўнанне
Сістэмы IGM распрацаваны з выкарыстаннем розных метадаў і кампанентаў, якія падобныя на тыя, што знаходзяцца ў традыцыйных сцэнічных канструкцыях. У выніку існуе мноства агульных тэхнічных уласцівасцей паміж сістэмамі IGM і гранітнымі сістэмамі. І наадварот, інтэграцыя восі руху непасрэдна ў структуру граніту прапануе некалькі адметных характарыстык, якія адрозніваюць сістэмы IgM ад стадыі гранітных сістэм.
Фарматычны фактар
Мабыць, самае відавочнае падабенства пачынаецца з падмурка машыны - граніту. Хоць існуюць адрозненні ў асаблівасцях і допуску паміж канструкцыямі стадыі на граніце і IGM, агульныя памеры гранітнай асновы, стаякі і моста эквівалентныя. Гэта ў першую чаргу таму, што намінальныя і абмежаваныя падарожжы супадаюць паміж гранітам і IgM.
Збудаванне
Адсутнасць апрацаваных-кампанентных восі базы ў дызайне IGM дае пэўныя перавагі ў галіне стадыі гранітных рашэнняў. У прыватнасці, памяншэнне кампанентаў у структурнай пятлі IGM дапамагае павялічыць агульную калянасць восі. Гэта таксама дазваляе праводзіць больш кароткае адлегласць паміж гранітнай асновай і верхняй паверхняй перавозкі. У гэтым канкрэтным выпадку канструкцыя IGM прапануе 33% меншай вышыні паверхні працоўнай паверхні (80 мм у параўнанні з 120 мм). Гэтая меншая працоўная вышыня дазваляе не толькі больш кампактную канструкцыю, але і памяншае зрушэнне машыны з рухавіка і кадавальніка да кропкі працы, што прыводзіць да зніжэння памылак у абаце і, такім чынам, павышаецца прадукцыйнасць пазіцыянавання працы.
Кампаненты восі
Гледзячы глыбей у дызайн, рашэнні на стадыі граніту і IGM падзяляюць некаторыя ключавыя кампаненты, такія як лінейныя рухавікі і пазіцыі кадароў. Агульны выбар дарожкі і магнітнага трэка прыводзіць да эквівалентных магчымасцей сілы-вываду. Сапраўды гэтак жа, выкарыстанне аднолькавых кадароў у абодвух канструкцыях забяспечвае аднолькава тонкае дазвол для пазіцыянавання зваротнай сувязі. У выніку лінейная дакладнасць і прадукцыйнасць паўтаральнасці значна не адрозніваюцца паміж рашэннямі на стадыі граніту і IGM. Аналагічны кампанент, у тым ліку раздзяленне падшыпнікаў і талерантнасць, прыводзіць да супастаўных характарыстык з пункту гледжання геаметрычных рухаў памылак (г.зн. гарызантальнай і вертыкальнай прамой, крокам, рулонам і пазяханнем). Нарэшце, абодва элементы падтрымкі абодвух канструкцый, уключаючы кіраванне кабелем, электрычныя абмежаванні і цвёрдыя прыпынкі, прынцыпова аднолькавыя па функцыі, хаця яны могуць некалькі адрознівацца па фізічным выглядзе.
Арыентыроўка
Для гэтай канкрэтнай канструкцыі адным з найбольш прыкметных адрозненняў з'яўляецца выбар лінейных падшыпнікаў. Нягледзячы на тое, што рэцыркуляцыйныя шарыкавыя падшыпнікі выкарыстоўваюцца як у сістэмах стадыі на граніт, так і ў IGM, сістэма IGM дазваляе ўключаць вялікія і больш жорсткія падшыпнікі ў дызайн, не павялічваючы працоўную вышыню восі. Паколькі канструкцыя IGM абапіраецца на граніт як сваю аснову, у адрозненне ад асобнай апрацаванай-кампанентнай асновы, можна вярнуць частку вертыкальнай нерухомасці, якая ў адваротным выпадку будзе спажывацца апрацаванай асновай і, па сутнасці, запоўніць гэтую прастору буйнымі падшыпнікамі, адначасова зніжаючы агульную вышыню перавозкі над гранітам.
Калянасць
Выкарыстанне буйных падшыпнікаў у дызайне IGM аказвае глыбокі ўплыў на вуглавую калянасць. У выпадку ніжняй восі з шырокім корпусам (Y) раствор IGM прапануе больш за 40% большая калянасць рулона, на 30% большая калянасць кроку і 20% большая калянасць пазяхання, чым адпаведная канструкцыя стадыі на граніт. Сапраўды гэтак жа мост IGM прапануе чатырохразовае павелічэнне калянасці рулонаў, падвоіць калянасць кроку і больш чым на 30% большую калянасць пазяхання, чым яго аналаг на сцэне. Больш высокая вуглавая калянасць выгадная, паколькі яна непасрэдна спрыяе паляпшэнню дынамічнай прадукцыйнасці, што з'яўляецца ключавым для забеспячэння больш высокай прапускной здольнасці машыны.
Загрузка
Больш буйныя падшыпнікі IGM забяспечваюць значна большую ёмістасць для карыснай нагрузкі, чым раствор на стадыі граніту. Нягледзячы на тое, што восі базы Pro560LM з гранітнага раствора маюць грузападымальнасць 150 кг, адпаведны раствор IGM можа змясціць 300 кг карыснай нагрузкі. Сапраўды гэтак жа, восі моста Pro280LM на сцэне на граніце падтрымлівае 150 кг, тады як восі моста IGM раствора можа пераносіць да 200 кг.
Перамяшчэнне масы
У той час як вялікія падшыпнікі ў механічных восях IGM прапануюць больш якасныя атрыбуты прадукцыйнасці і вялікую магутнасць, якая пераносіць нагрузку, яны таксама пастаўляюцца з большымі і больш цяжкімі грузавікамі. Акрамя таго, вагоны IgM распрацаваны такім чынам, што некаторыя апрацаваныя функцыі, неабходныя для восі на стадыі граніту (але не патрабуюцца восі IgM), выдаляюцца для павелічэння калянасці часткі і спрашчэння вытворчасці. Гэтыя фактары азначаюць, што вось IgM мае большую масу, чым адпаведная вось гранітнай восі. Незвычайным недахопам з'яўляецца тое, што максімальнае паскарэнне IGM ніжэй, мяркуючы, што выхад сілы рухальнай сілы не змяніўся. Тым не менш, у пэўных сітуацыях большая рухаецца маса можа быць выгаднай з пункту гледжання таго, што яго большая інерцыя можа аказаць вялікую ўстойлівасць да парушэнняў, што можа суаднесці з павышанай стабільнасцю ў пазіцыі.
Структурная дынаміка
Больш высокая калянасць і больш цвёрдая перавозка сістэмы IGM забяспечваюць дадатковыя перавагі, якія відавочныя пасля выкарыстання праграмнага пакета з абмежаваным элементам (FEA) для выканання мадальнага аналізу. У гэтым даследаванні мы разгледзелі першы рэзананс перамяшчэння перавозкі з -за яго ўплыву на прапускную здольнасць сервопривода. Карэта Pro560LM сутыкаецца з рэзанансам пры 400 Гц, у той час як адпаведны калыска IgM адчувае той жа рэжым пры 430 Гц. Малюнак 3 ілюструе гэты вынік.
Больш высокі рэзананс раствора IGM, у параўнанні з традыцыйным стадыяй граніту, можа быць часткова аднесены да больш жорсткай перавозкі і канструкцыі падшыпнікаў. Больш высокі рэзананс перавозак дазваляе мець вялікую прапускную здольнасць сервопривода і, такім чынам, палепшыць дынамічныя характарыстыкі.
Працоўнае асяроддзе
Калі прысутнічаюць герметычнасць восі, практычна заўсёды абавязковая, калі яны генеруюцца ў працэсе карыстальніка ці іншым чынам існуюць у асяроддзі машыны. Рашэнні на сцэне на граніце асабліва падыходзяць у гэтых сітуацыях з-за па сваёй сутнасці закрытай прыроды восі. Напрыклад, серыяльныя серыі, напрыклад, абсталяваны жорсткімі і бакавымі ўшчыльняльнікамі, якія абараняюць унутраныя сцэнічныя кампаненты ад забруджвання ў разумнай ступені. Гэтыя этапы таксама могуць быць настроены з дадатковымі настольнымі шклоачышчальнікамі, каб змятаць смецце з верхняй цвёрдай вокладкі, калі сцэнічныя праходы. З іншага боку, платформы руху IGM па сваёй сутнасці адкрыты па прыродзе, а падшыпнікі, рухавікі і кадары. Хоць гэта не праблема ў больш чыстых умовах, гэта можа быць праблематычным пры наяўнасці забруджвання. Можна вырашыць гэтую праблему, уключыўшы спецыяльны шлях у стылі сілы ў дызайн восі IGM, каб забяспечыць абарону ад смецця. Але калі яго не рэалізуюцца правільна, дэпутаты могуць негатыўна паўплываць на рух восі, надаючы знешнія сілы на перавозку, калі ён рухаецца праз поўны спектр падарожжаў.
Падтрыманне
Абслугоўванне-гэта дыферэнцыятар паміж платформамі руху па граніце і IGM. Лінейныя-рухальныя восі добра вядомыя сваёй надзейнасцю, але часам гэта становіцца неабходным для абслугоўвання. Некаторыя аперацыі па тэхнічным абслугоўванні адносна простыя і могуць быць дасягнуты без выдалення і разбору разгляданай восі, але часам патрабуецца больш дбайнае разрыў. Калі платформа руху складаецца з дыскрэтных этапаў, усталяваных на граніце, абслугоўванне з'яўляецца дастаткова простай задачай. Спачатку з'едзеце сцэну з граніту, а затым выканайце неабходныя работы па тэхнічным абслугоўванні і пералічыце яго. Ці проста замяніце яго новым этапам.
Рашэнні IGM часам могуць быць больш складанымі пры выкананні тэхнічнага абслугоўвання. Хоць замена адзінай магнітнай дарожкі лінейнага рухавіка ў гэтым выпадку вельмі простая, больш складанае абслугоўванне і рамонт часта прадугледжваюць цалкам разборкі многіх альбо ўсіх кампанентаў, якія складаюцца з восі, што больш часу ўжывае, калі кампаненты ўсталёўваюцца непасрэдна ў граніт. Пасля выканання тэхнічнага абслугоўвання таксама складаней перабудаваць восі на аснове граніту-задача, якая значна больш простая з дыскрэтнымі этапамі.
Табліца 1. Кароткі выклад асноўных тэхнічных адрозненняў паміж механічнымі рашэннямі стадыі на граніце і IGM.
| Апісанне | Сістэма на сцэне на граніт, механічны падшыпнік | Сістэма IGM, механічны падшыпнік | |||
| Базавая вось (у) | Мост -вось (х) | Базавая вось (у) | Мост -вось (х) | ||
| Нармалізаваная калянасць | Вертыкальны | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.1 |
| Бакавы | 1.5 | ||||
| Стой | 1.3 | 2.0 | |||
| Булачка | 1.4 | 4.1 | |||
| Пазяхаць | 1.2 | 1.3 | |||
| Ёмістасць карыснай нагрузкі (кг) | 150 | 150 | 300 | 200 | |
| Руховая маса (кг) | 25 | 14 | 33 | 19 | |
| Вышыня стальніцы (мм) | 120 | 120 | 80 | 80 | |
| Герметыка | Цвёрдая вокладка і бакавыя ўшчыльненні забяспечваюць абарону ад смецця, якія ўваходзяць у восі. | IGM звычайна з'яўляецца адкрытай канструкцыяй. Герметызацыя патрабуе дадання вокладкі спіны альбо падобнага. | |||
| Абслугоўванне | Этапы кампанентаў можна выдаліць і лёгка абслугоўваць альбо замяняць. | Восі па сваёй сутнасці ўбудаваны ў гранітную структуру, што ўскладняе абслугоўванне. | |||
Эканамічнае параўнанне
У той час як абсалютная кошт любой сістэмы руху будзе мяняцца ў залежнасці ад некалькіх фактараў, уключаючы даўжыню руху, дакладнасць восі, магутнасць нагрузкі і дынамічныя магчымасці, адноснае параўнанне аналагічнага IgM і сістэмы руху па граніце, праведзеных у гэтым даследаванні, мяркуюць, што рашэнні IGM здольныя прапанаваць сярэднясутачна і высокаацэнку руху ў параўнанні з мадэральна меншымі, чым іх стадыі на стадыі на стадыі на онланітных кортах.
Наша эканамічнае даследаванне складаецца з трох асноўных кампанентаў выдаткаў: машынных дэталяў (у тым ліку як вырабленых дэталяў, так і набытых кампанентаў), гранітнага зборкі, а таксама працы і накладных выдаткаў.
Машынныя дэталі
Рашэнне IGM прапануе заслугоўвае ўвагі эканоміі на стадыі гранітнага рашэння з пункту гледжання машынных дэталяў. У першую чаргу гэта звязана з адсутнасцю мудрагелістых стадыйных баз IGM на восях Y і X, якія дадаюць складанасці і выдаткі на рашэнні на сцэне. Акрамя таго, эканомія выдаткаў можа быць звязана з адносным спрашчэннем іншых апрацаваных дэталяў на растворы IGM, такіх як перамяшчальныя каляскі, якія могуць мець больш простыя функцыі і некалькі больш спакойныя допускі пры прызначэнні для выкарыстання ў сістэме IGM.
Гранітныя зборкі
Нягледзячы на тое, што гранітныя базавыя магіста-бардзіне як у IgM, так і ў стадыях гранітных сістэмах, як уяўляецца, маюць падобны формавы фактар і знешні выгляд, зборку граніту IgM нязначна даражэй. Гэта таму, што граніт у растворы IGM займае месца апрацаваных асноваў стадыі ў растворы на стадыі граніту, які патрабуе, каб граніт звычайна меў больш жорсткія допускі ў крытычных рэгіёнах і нават дадатковыя функцыі, напрыклад, экструдаваныя парэзы і/або ніткавыя сталёвыя ўстаўкі, напрыклад. Аднак у нашым прыкладзе, дадатковая складанасць гранітнай структуры больш чым зрушэнне шляхам спрашчэння ў машынных дэталях.
Праца і накладныя выдаткі
З-за шматлікіх падабенстваў у зборцы і тэставанні як IGM, так і на стадыі гранітаў, няма істотнай розніцы ў працы і накладных выдатках.
Пасля таго, як усе гэтыя каэфіцыенты выдаткаў аб'яднаны, канкрэтны механічны раствор IGM, які вывучаецца ў гэтым даследаванні, прыблізна на 15% менш дарагі, чым механічны раствор на стадыі граніту.
Зразумела, вынікі эканамічнага аналізу залежаць не толькі ад такіх атрыбутаў, як даўжыня падарожжа, дакладнасць і магутнасць нагрузкі, але і ад такіх фактараў, як выбар пастаўшчыка граніту. Акрамя таго, мэтазгодна разглядаць выдаткі на дастаўку і лагістыку, звязаныя з закупкай гранітнай структуры. Асабліва карысна для вельмі вялікіх гранітных сістэм, хоць і для ўсіх памераў, выбар кваліфікаванага пастаўшчыка граніту ў бліжэйшай блізкасці да размяшчэння канчатковай зборкі сістэмы можа таксама мінімізаваць выдаткі.
Варта таксама адзначыць, што гэты аналіз не ўлічвае выдаткі на хуткасць. Напрыклад, выкажам здагадку, што неабходна абслугоўваць сістэму руху шляхам рамонту або замены восі руху. Сістэма стадыі граніта можа абслугоўвацца, проста выдаляючы і рамонт/замену здзіўленай восі. З-за больш модульнай канструкцыі ў стылі, гэта можна зрабіць з адноснай лёгкасцю і хуткасцю, нягледзячы на больш высокія пачатковыя выдаткі на сістэму. Хоць сістэмы IGM звычайна могуць быць атрыманы з меншымі выдаткамі, чым іх аналагі на сцэне на граніце, яны могуць быць больш складанымі для разборкі і абслугоўвання з-за інтэграванага характару будаўніцтва.
Выснова
Відавочна, што кожны тып дызайну платформы руху-стадыі граніту і IGM-можа прапанаваць розныя перавагі. Аднак гэта не заўсёды відавочна, што з'яўляецца найбольш ідэальным выбарам для пэўнага прыкладання руху. Такім чынам, значна выгадна для партнёрства з дасведчаным пастаўшчыком сістэм руху і аўтаматызацыі, напрыклад, Aerotech, які прапануе выразна арыентаваны на прыкладанне кансультатыўны падыход для вывучэння і прадастаўлення каштоўнага разумення альтэрнатыўных альтэрнатыў для складаных прыкладанняў руху і аўтаматызацыі. Разуменне не толькі розніцы паміж гэтымі двума разнавіднасцямі рашэнняў аўтаматызацыі, але і асноўнымі аспектамі праблем, якія яны павінны вырашыць, з'яўляецца асноўным ключом да поспеху ў выбары сістэмы руху, якая вырашае як тэхнічныя, так і фінансавыя мэты праекта.
Ад Aerotech.
Час паведамлення: 31 снежня 2011 г.