Id-Differenza Bejn Stage-on-Granite u Sistemi Integrati ta' Mozzjoni tal-Granit

L-għażla tal-pjattaforma ta' moviment lineari bbażata fuq il-granit l-aktar adattata għal applikazzjoni partikolari tiddependi fuq għadd ta' fatturi u varjabbli. Huwa kruċjali li wieħed jirrikonoxxi li kull applikazzjoni għandha s-sett uniku tagħha ta' rekwiżiti li jridu jinftiehmu u jiġu prijoritizzati sabiex tinstab soluzzjoni effettiva f'termini ta' pjattaforma ta' moviment.

Waħda mis-soluzzjonijiet l-aktar mifruxa tinvolvi l-immuntar ta' stadji ta' pożizzjonament diskreti fuq struttura tal-granit. Soluzzjoni komuni oħra tintegra l-komponenti li jiffurmaw l-assi tal-moviment direttament fil-granit innifsu. L-għażla bejn stadju fuq il-granit u pjattaforma ta' moviment integrat tal-granit (IGM) hija waħda mid-deċiżjonijiet bikrija li għandhom jittieħdu fil-proċess tal-għażla. Hemm distinzjonijiet ċari bejn iż-żewġ tipi ta' soluzzjonijiet, u naturalment kull wieħed għandu l-merti tiegħu stess - u l-avvertimenti - li jeħtieġ li jiġu mifhuma u kkunsidrati bir-reqqa.

Biex noffru għarfien aħjar dwar dan il-proċess tat-teħid tad-deċiżjonijiet, nevalwaw id-differenzi bejn żewġ disinji fundamentali ta' pjattaformi ta' moviment lineari — soluzzjoni tradizzjonali ta' stadju fuq il-granit, u soluzzjoni IGM — kemm minn perspettivi tekniċi kif ukoll finanzjarji fil-forma ta' studju ta' każ ta' berings mekkaniċi.

Sfond

Biex nesploraw ix-xebh u d-differenzi bejn is-sistemi IGM u s-sistemi tradizzjonali tal-palk fuq il-granit, ġġenerajna żewġ disinji ta' każijiet ta' prova:

• Kuxxinett mekkaniku, stadju fuq il-granit
• Berings mekkaniċi, IGM

Fiż-żewġ każijiet, kull sistema tikkonsisti fi tliet assi ta' moviment. L-assi Y joffri 1000 mm ta' moviment u jinsab fuq il-bażi tal-istruttura tal-granit. L-assi X, li jinsab fuq il-pont tal-assemblaġġ b'400 mm ta' moviment, iġorr l-assi Z vertikali b'100 mm ta' moviment. Dan l-arranġament huwa rappreżentat b'mod pittografiku.

Għad-disinn tal-palk fuq il-granit, għażilna palk b'ġisem wiesa' PRO560LM għall-assi Y minħabba l-kapaċità akbar tiegħu li jġorr it-tagħbija, komuni għal ħafna applikazzjonijiet ta' moviment li jużaw dan l-arranġament ta' "pont maqsum Y/XZ". Għall-assi X, għażilna PRO280LM, li huwa komunement użat bħala assi pont f'ħafna applikazzjonijiet. Il-PRO280LM joffri bilanċ prattiku bejn l-impronta tiegħu u l-abbiltà tiegħu li jġorr assi Z b'tagħbija utli tal-klijent.

Għad-disinji tal-IGM, irreplikajna mill-qrib il-kunċetti u t-tqassim fundamentali tad-disinn tal-assi ta' hawn fuq, bid-differenza primarja tkun li l-assi tal-IGM huma mibnija direttament fl-istruttura tal-granit, u għalhekk m'għandhomx il-bażijiet tal-komponenti bil-magni preżenti fid-disinji tal-palk fuq il-granit.

Komuni fiż-żewġ każijiet ta' disinn huwa l-assi Z, li ntgħażel biex ikun stadju PRO190SL immexxi minn ball-screw. Dan huwa assi popolari ħafna biex jintuża fl-orjentazzjoni vertikali fuq pont minħabba l-kapaċità ta' tagħbija ġeneruża tiegħu u l-fattur tal-forma relattivament kompatt.

Il-Figura 2 turi s-sistemi speċifiċi ta' stage-on-granite u IGM studjati.

Paragun Tekniku

Is-sistemi IGM huma ddisinjati bl-użu ta’ varjetà ta’ tekniki u komponenti li huma simili għal dawk misjuba fid-disinji tradizzjonali tal-istadju fuq il-granit. Bħala riżultat, hemm bosta proprjetajiet tekniċi komuni bejn is-sistemi IGM u s-sistemi tal-istadju fuq il-granit. Bil-maqlub, l-integrazzjoni tal-assi tal-moviment direttament fl-istruttura tal-granit toffri diversi karatteristiċi distintivi li jiddistingwu s-sistemi IGM mis-sistemi tal-istadju fuq il-granit.

Fattur tal-Forma

Forsi l-aktar xebh ovvju jibda bil-pedament tal-magna — il-granit. Għalkemm hemm differenzi fil-karatteristiċi u t-tolleranzi bejn id-disinji tal-istadju fuq il-granit u l-IGM, id-dimensjonijiet ġenerali tal-bażi tal-granit, ir-risers u l-pont huma ekwivalenti. Dan huwa primarjament minħabba li l-movimenti nominali u limiti huma identiċi bejn l-istadju fuq il-granit u l-IGM.

Kostruzzjoni

In-nuqqas ta' bażijiet tal-assi b'komponenti maħduma bil-magni fid-disinn tal-IGM jipprovdi ċerti vantaġġi fuq soluzzjonijiet ta' stadju fuq il-granit. B'mod partikolari, it-tnaqqis tal-komponenti fil-linja strutturali tal-IGM jgħin biex tiżdied l-ebusija ġenerali tal-assi. Jippermetti wkoll distanza iqsar bejn il-bażi tal-granit u l-wiċċ ta' fuq tal-ġarr. F'dan l-istudju tal-każ partikolari, id-disinn tal-IGM joffri għoli tal-wiċċ tax-xogħol 33% aktar baxx (80 mm meta mqabbel ma' 120 mm). Dan l-għoli tax-xogħol iżgħar mhux biss jippermetti disinn aktar kompatt, iżda jnaqqas ukoll l-ispostamenti tal-magna mill-mutur u l-encoder sal-punt tax-xogħol, li jirriżulta fi tnaqqis fl-iżbalji Abbe u għalhekk prestazzjoni mtejba tal-pożizzjonament tal-punt tax-xogħol.

Komponenti tal-Assi

Meta wieħed iħares aktar fil-fond fid-disinn, jara li s-soluzzjonijiet stage-on-granite u IGM jaqsmu xi komponenti ewlenin, bħal muturi lineari u enkowders tal-pożizzjoni. L-għażla komuni ta' forcer u magnet track twassal għal kapaċitajiet ta' force-output ekwivalenti. Bl-istess mod, l-użu tal-istess enkowders fiż-żewġ disinji jipprovdi riżoluzzjoni fina identika għar-rispons tal-pożizzjonament. Bħala riżultat, il-prestazzjoni tal-eżattezza lineari u r-ripetibbiltà mhijiex differenti b'mod sinifikanti bejn is-soluzzjonijiet stage-on-granite u IGM. Tqassim simili tal-komponenti, inkluż is-separazzjoni u t-tolleranza tal-bearings, iwassal għal prestazzjoni komparabbli f'termini ta' movimenti ta' żbalji ġeometriċi (jiġifieri, drittar orizzontali u vertikali, pitch, roll u yaw). Fl-aħħar nett, l-elementi ta' appoġġ taż-żewġ disinji, inkluż il-ġestjoni tal-kejbil, il-limiti elettriċi u l-hardstops, huma fundamentalment identiċi fil-funzjoni, għalkemm jistgħu jvarjaw xi ftit fid-dehra fiżika.

Boxxli

Għal dan id-disinn partikolari, waħda mid-differenzi l-aktar notevoli hija l-għażla tal-bearings ta' gwida lineari. Għalkemm il-bearings tal-ballun li jiċċirkolaw mill-ġdid jintużaw kemm fis-sistemi stage-on-granite kif ukoll fis-sistemi IGM, is-sistema IGM tagħmilha possibbli li jiġu inkorporati bearings akbar u aktar iebsin fid-disinn mingħajr ma jiżdied l-għoli tax-xogħol tal-assi. Minħabba li d-disinn IGM jiddependi fuq il-granit bħala l-bażi tiegħu, għall-kuntrarju ta' bażi separata ta' komponent immakinat, huwa possibbli li terġa' tinkiseb parti mill-ispazju vertikali li altrimenti jkun ikkunsmat minn bażi immakinata, u essenzjalment timtela dan l-ispazju b'bearings akbar filwaqt li xorta tnaqqas l-għoli ġenerali tal-ġarr 'il fuq mill-granit.

Ebusija

L-użu ta' bearings akbar fid-disinn tal-IGM għandu impatt profond fuq l-ebusija angolari. Fil-każ tal-assi t'isfel (Y) tal-body wiesa', is-soluzzjoni tal-IGM toffri aktar minn 40% aktar ebusija fir-rolling, 30% aktar ebusija fil-pitch u 20% aktar ebusija fil-yaw minn disinn korrispondenti ta' stage-on-granite. Bl-istess mod, il-pont tal-IGM joffri żieda erba' darbiet fl-ebusija fir-rolling, id-doppju tal-ebusija fil-pitch u aktar minn 30% akbar ebusija fil-yaw mill-kontroparti tiegħu stage-on-granite. Ebusija angolari ogħla hija vantaġġuża għaliex tikkontribwixxi direttament għal prestazzjoni dinamika mtejba, li hija essenzjali biex tippermetti produzzjoni ogħla tal-magna.

Kapaċità tat-Tagħbija

Il-bearings akbar tas-soluzzjoni IGM jippermettu kapaċità ta' tagħbija sostanzjalment ogħla minn soluzzjoni ta' stage-on-granite. Għalkemm l-assi bażi PRO560LM tas-soluzzjoni ta' stage-on-granite għandu kapaċità ta' tagħbija ta' 150 kg, is-soluzzjoni IGM korrispondenti tista' takkomoda tagħbija ta' 300 kg. Bl-istess mod, l-assi tal-pont PRO280LM tal-stage-on-granite jappoġġja 150 kg, filwaqt li l-assi tal-pont tas-soluzzjoni IGM jista' jġorr sa 200 kg.

Massa li Tiċċaqlaq

Filwaqt li l-bearings akbar fl-assi tal-IGM b'bearings mekkaniċi joffru attributi ta' prestazzjoni angolari aħjar u kapaċità akbar ta' ġarr ta' tagħbija, jiġu wkoll ma' trakkijiet akbar u itqal. Barra minn hekk, il-karrijiet tal-IGM huma ddisinjati b'tali mod li ċerti karatteristiċi mmaxinjati meħtieġa għal assi ta' stadju fuq il-granit (iżda mhux meħtieġa minn assi tal-IGM) jitneħħew biex tiżdied l-ebusija tal-parti u tiġi ssimplifikata l-manifattura. Dawn il-fatturi jfissru li l-assi tal-IGM għandu massa li tiċċaqlaq akbar minn assi ta' stadju fuq il-granit korrispondenti. Żvantaġġ indiskutibbli huwa li l-aċċelerazzjoni massima tal-IGM hija aktar baxxa, jekk wieħed jassumi li l-forza tal-mutur ma tinbidilx. Madankollu, f'ċerti sitwazzjonijiet, massa li tiċċaqlaq akbar tista' tkun vantaġġuża mill-perspettiva li l-inerzja akbar tagħha tista' tipprovdi reżistenza akbar għad-disturbi, li jistgħu jikkorrelataw ma' żieda fl-istabbiltà fil-pożizzjoni.

Dinamika Strutturali

L-ebusija ogħla tal-berings tas-sistema IGM u l-ġarr aktar riġidu jipprovdu benefiċċji addizzjonali li huma apparenti wara li jintuża pakkett ta' softwer ta' analiżi tal-elementi finiti (FEA) biex titwettaq analiżi modali. F'dan l-istudju, eżaminajna l-ewwel reżonanza tal-ġarr li jiċċaqlaq minħabba l-effett tagħha fuq il-bandwidth tas-servo. Il-ġarr PRO560LM jiltaqa' ma' reżonanza f'400 Hz, filwaqt li l-ġarr IGM korrispondenti jesperjenza l-istess modalità f'430 Hz. Il-Figura 3 turi dan ir-riżultat.

Ir-reżonanza ogħla tas-soluzzjoni IGM, meta mqabbla mal-istadju tradizzjonali fuq il-granit, tista' tiġi attribwita parzjalment għad-disinn aktar iebes tal-ġarr u l-berings. Reżonanza ogħla tal-ġarr tagħmilha possibbli li jkun hemm bandwidth servo akbar u għalhekk prestazzjoni dinamika mtejba.

Ambjent Operattiv

Is-siġillabbiltà tal-assi kważi dejjem hija obbligatorja meta jkunu preżenti kontaminanti, kemm jekk iġġenerati permezz tal-proċess tal-utent jew inkella eżistenti fl-ambjent tal-magna. Soluzzjonijiet ta' stadju fuq il-granit huma partikolarment adattati f'dawn is-sitwazzjonijiet minħabba n-natura intrinsikament magħluqa tal-assi. Stadji lineari tas-serje PRO, pereżempju, jiġu mgħammra b'għata iebsa u siġilli tal-ġenb li jipproteġu l-komponenti interni tal-istadju mill-kontaminazzjoni sa punt raġonevoli. Dawn l-istadji jistgħu wkoll jiġu kkonfigurati b'wipers tal-mejda fakultattivi biex ineħħu l-fdalijiet mill-għata iebsa ta' fuq hekk kif l-istadju jaqsam. Min-naħa l-oħra, il-pjattaformi tal-moviment IGM huma intrinsikament miftuħa fin-natura tagħhom, bil-bearings, muturi u encoders esposti. Għalkemm mhijiex kwistjoni f'ambjenti aktar nodfa, dan jista' jkun problematiku meta tkun preżenti kontaminazzjoni. Huwa possibbli li tiġi indirizzata din il-kwistjoni billi jiġi inkorporat għata speċjali tat-tip minfaħ f'disinn tal-assi IGM biex jipprovdi protezzjoni mill-fdalijiet. Iżda jekk ma jiġix implimentat b'mod korrett, il-minfaħ jista' jinfluwenza b'mod negattiv il-moviment tal-assi billi jagħti forzi esterni fuq il-ġarr hekk kif jiċċaqlaq fil-firxa sħiħa tal-ivvjaġġar tiegħu.

Manutenzjoni

Is-servizzabilità hija fattur ta' differenzazzjoni bejn il-pjattaformi tal-moviment tal-palk fuq il-granit u l-IGM. L-assi b'mutur lineari huma magħrufa sew għar-robustezza tagħhom, iżda xi kultant isir neċessarju li ssir manutenzjoni. Ċerti operazzjonijiet ta' manutenzjoni huma relattivament sempliċi u jistgħu jitwettqu mingħajr ma jitneħħa jew jiġi żżarmat l-assi inkwistjoni, iżda xi kultant ikun meħtieġ żarmar aktar bir-reqqa. Meta l-pjattaforma tal-moviment tikkonsisti minn palkijiet diskreti mmuntati fuq il-granit, is-servizzjar huwa kompitu raġonevolment sempliċi. L-ewwel, żżarma l-palk mill-granit, imbagħad wettaq ix-xogħol ta' manutenzjoni meħtieġ u erġa' waħħalha. Jew, sempliċement ibdlu b'palk ġdid.

Soluzzjonijiet IGM xi kultant jistgħu jkunu aktar ta’ sfida meta titwettaq il-manutenzjoni. Għalkemm is-sostituzzjoni ta’ binarju ta’ kalamita waħda tal-mutur lineari hija sempliċi ħafna f’dan il-każ, manutenzjoni u tiswijiet aktar ikkumplikati spiss jinvolvu ż-żarmar sħiħ ta’ ħafna jew tal-komponenti kollha li jiffurmaw l-assi, li jieħu aktar ħin meta l-komponenti jiġu mmuntati direttament fuq il-granit. Huwa wkoll aktar diffiċli li l-assi bbażati fuq il-granit jiġu allinjati mill-ġdid ma’ xulxin wara li titwettaq il-manutenzjoni — kompitu li huwa konsiderevolment aktar sempliċi bi stadji diskreti.

Tabella 1. Sommarju tad-differenzi tekniċi fundamentali bejn soluzzjonijiet ta' stadji b'appoġġ mekkaniku fuq il-granit u IGM.

Paragun Ekonomiku

Filwaqt li l-ispiża assoluta ta' kwalunkwe sistema ta' moviment tvarja skont diversi fatturi inklużi t-tul tal-ivvjaġġar, il-preċiżjoni tal-assi, il-kapaċità tat-tagħbija u l-kapaċitajiet dinamiċi, it-tqabbil relattiv ta' sistemi ta' moviment IGM analogi u stage-on-granite mwettqa f'dan l-istudju jissuġġerixxi li s-soluzzjonijiet IGM huma kapaċi joffru moviment ta' preċiżjoni medja sa għolja bi spejjeż moderatament aktar baxxi mill-kontropartijiet tagħhom stage-on-granite.

L-istudju ekonomiku tagħna jikkonsisti fi tliet komponenti fundamentali tal-ispiża: il-partijiet tal-magna (inklużi kemm il-partijiet manifatturati kif ukoll il-komponenti mixtrija), l-assemblaġġ tal-granit, u x-xogħol u l-ispejjeż ġenerali.

Partijiet tal-Magni

Soluzzjoni IGM toffri tfaddil notevoli meta mqabbla ma' soluzzjoni ta' stadju fuq il-granit f'termini ta' partijiet tal-magna. Dan huwa primarjament dovut għan-nuqqas ta' bażijiet tal-istadju maħduma b'mod kumpless fuq l-assi Y u X tal-IGM, li jżidu l-kumplessità u l-ispiża mas-soluzzjonijiet tal-istadju fuq il-granit. Barra minn hekk, l-iffrankar fl-ispejjeż jista' jiġi attribwit għas-simplifikazzjoni relattiva ta' partijiet oħra maħduma bil-magni fuq is-soluzzjoni IGM, bħall-vaguni li jiċċaqalqu, li jista' jkollhom karatteristiċi aktar sempliċi u tolleranzi kemmxejn aktar rilassati meta ddisinjati għall-użu f'sistema IGM.

Assemblaġġi tal-Granit

Għalkemm l-assemblaġġi tal-bażi-riser-pont tal-granit kemm fis-sistemi IGM kif ukoll f'dawk tal-palk fuq il-granit jidhru li għandhom fattur ta' forma u dehra simili, l-assemblaġġ tal-granit IGM huwa marġinalment aktar għali. Dan għaliex il-granit fis-soluzzjoni IGM jieħu post il-bażijiet tal-palk immaxinati fis-soluzzjoni tal-palk fuq il-granit, li teħtieġ li l-granit ikollu tolleranzi ġeneralment aktar stretti f'reġjuni kritiċi, u anke karatteristiċi addizzjonali, bħal qatgħat estrużi u/jew inserzjonijiet tal-azzar bil-kamin, pereżempju. Madankollu, fl-istudju tal-każ tagħna, il-kumplessità miżjuda tal-istruttura tal-granit hija aktar minn ikkumpensata mis-simplifikazzjoni fil-partijiet tal-magna.

Xogħol u Spejjeż Ġenerali

Minħabba l-ħafna similaritajiet fl-assemblaġġ u l-ittestjar kemm tas-sistemi IGM kif ukoll ta' stage-on-granite, m'hemm l-ebda differenza sinifikanti fl-ispejjeż tax-xogħol u dawk ġenerali.

Ladarba dawn il-fatturi kollha tal-ispejjeż jiġu kkombinati, is-soluzzjoni speċifika tal-IGM li ġġorr il-piż mekkaniku eżaminata f'dan l-istudju hija madwar 15% inqas għalja mis-soluzzjoni tal-istadju fuq il-granit li ġġorr il-piż mekkaniku.

Naturalment, ir-riżultati tal-analiżi ekonomika jiddependu mhux biss fuq attributi bħat-tul tal-ivvjaġġar, il-preċiżjoni u l-kapaċità tat-tagħbija, iżda wkoll fuq fatturi bħall-għażla tal-fornitur tal-granit. Barra minn hekk, huwa prudenti li jiġu kkunsidrati l-ispejjeż tat-tbaħħir u tal-loġistika assoċjati mal-akkwist ta' struttura tal-granit. Speċjalment utli għal sistemi tal-granit kbar ħafna, għalkemm veru għad-daqsijiet kollha, l-għażla ta' fornitur tal-granit kwalifikat aktar viċin il-post tal-assemblaġġ finali tas-sistema tista' tgħin biex jiġu minimizzati l-ispejjeż ukoll.

Ta' min jinnota wkoll li din l-analiżi ma tikkunsidrax l-ispejjeż ta' wara l-implimentazzjoni. Pereżempju, ejja ngħidu li jsir neċessarju li s-sistema tal-moviment tiġi servita billi tissewwa jew tissostitwixxi assi tal-moviment. Sistema ta' stadju fuq il-granit tista' tiġi servita sempliċement billi jitneħħa u jissewwa/jissostitwixxi l-assi affettwat. Minħabba d-disinn aktar modulari tal-istil tal-istadju, dan jista' jsir b'faċilità u veloċità relattiva, minkejja l-ispiża inizjali ogħla tas-sistema. Għalkemm is-sistemi IGM ġeneralment jistgħu jinkisbu bi prezz aktar baxx mill-kontropartijiet tagħhom ta' stadju fuq il-granit, jistgħu jkunu aktar ta' sfida biex jiġu żarmati u serviti minħabba n-natura integrata tal-kostruzzjoni.

Konklużjoni

Jidher ċar li kull tip ta’ disinn ta’ pjattaforma ta’ moviment — stage-on-granite u IGM — jista’ joffri benefiċċji distinti. Madankollu, mhux dejjem ikun ovvju liema hija l-aktar għażla ideali għal applikazzjoni partikolari ta’ moviment. Għalhekk, huwa ta’ benefiċċju kbir li tissieħeb ma’ fornitur ta’ sistemi ta’ moviment u awtomazzjoni b’esperjenza, bħal Aerotech, li joffri approċċ konsultattiv iffukat b’mod distint fuq l-applikazzjoni biex jesplora u jipprovdi għarfien siewi dwar alternattivi ta’ soluzzjonijiet għal applikazzjonijiet ta’ kontroll tal-moviment u awtomazzjoni ta’ sfida. Il-fehim mhux biss tad-differenza bejn dawn iż-żewġ varjetajiet ta’ soluzzjonijiet ta’ awtomazzjoni, iżda wkoll l-aspetti fundamentali tal-problemi li huma meħtieġa jsolvu, huwa ċ-ċavetta sottostanti għas-suċċess fl-għażla ta’ sistema ta’ moviment li tindirizza kemm l-objettivi tekniċi kif ukoll dawk finanzjarji tal-proġett.

Minn AEROTECH.