Munurinn á stigi-á-granít og samþættri graníthreyfingarkerfi

Val á viðeigandi granít-byggðri línulegu hreyfingarpalli fyrir tiltekið forrit fer eftir fjölda þátta og breytna. Það er lykilatriði að viðurkenna að hvert forrit hefur sitt einstaka sett af kröfum sem verður að skilja og forgangsraða til að stunda árangursríka lausn hvað varðar hreyfispall.

Ein af alls staðar nálægum lausnum felur í sér að setja stakar staðsetningarstig á granítbyggingu. Önnur algeng lausn samþættir íhlutina sem samanstanda af hreyfingarásum beint í granítið sjálft. Að velja á milli stigs-á-granít og samþættra granít hreyfingar (IGM) er ein af fyrri ákvörðunum sem teknar verða í valferlinu. Það eru skýr greinarmunur á báðum lausnum og auðvitað hefur hver og einn sinn eigin kosti - og varnaratriði - sem þarf að skilja vandlega og huga að því.

Til að bjóða betri innsýn í þetta ákvarðanatökuferli metum við muninn á tveimur grundvallar línulegum hreyfingarpallurhönnun-hefðbundinni stig-á-granít lausn og IGM lausn-frá bæði tæknilegum og fjárhagslegum sjónarhornum í formi vélrænnar tilfella rannsókn.

Bakgrunnur

Til að kanna líkt og mun á IgM kerfum og hefðbundnum stigum-á-granít kerfum, bjuggum við til tvö prófunarhönnun:

• Vélræn leg, stig-á-granít
• Vélræn leg, Igm

Í báðum tilvikum samanstendur hvert kerfi af þremur hreyfingarásum. Y -ásinn býður upp á 1000 mm ferðalög og er staðsett á botni granítbyggingarinnar. X ásinn, sem staðsettur er á brú samsetningarinnar með 400 mm ferðalög, ber lóðrétta Z-ás með 100 mm ferðalögum. Þetta fyrirkomulag er táknað á myndrænan hátt.

Fyrir stig-á-á-granít hönnun völdum við Pro560LM breið líkama stig fyrir Y-ásinn vegna stærri álagsgetu, algengt fyrir mörg hreyfingarforrit með því að nota þetta „Y/Xz klofningsbrú“ fyrirkomulag. Fyrir X -ásinn völdum við Pro280lm, sem er almennt notað sem brúás í mörgum forritum. Pro280lm býður upp á hagnýtt jafnvægi milli fótspor þess og getu þess til að bera Z -ás með álagi viðskiptavina.

Fyrir IgM hönnunina, afrituðum við náið grundvallarhönnunarhugtökin og skipulag ofangreindra ásanna, þar sem aðalmunurinn var að IgM-ásarnir eru byggðir beint í granítbygginguna og skortir því vélaða hluti sem eru til staðar í stig-á-á-granít hönnuninni.

Algengt er í báðum hönnunartilfellum Z-ásnum, sem var valinn til að vera Pro190SL kúluskrifandi stig. Þetta er mjög vinsæll ás til að nota í lóðréttri stefnumörkun á brú vegna rausnarlegrar burðargetu og tiltölulega samningur.

Mynd 2 sýnir tiltekna stig-á-granít og IGM kerfi sem rannsökuð voru.

Tæknilegur samanburður

IGM-kerfi eru hönnuð með því að nota margvíslegar aðferðir og íhluti sem eru svipaðir og finnast í hefðbundinni stig-á-granít hönnun. Fyrir vikið eru fjölmargir tæknilegir eiginleikar sameiginlegir milli IGM kerfa og stig-á-granít kerfum. Aftur á móti, að samþætta hreyfingarásana beint í granítbygginguna býður upp á nokkur aðgreinandi einkenni sem aðgreina IgM-kerfi frá stigi-á-granít kerfum.

Form Factor

Kannski byrjar augljósasta líkt með grunni vélarinnar - granít. Þrátt fyrir að það sé munur á eiginleikum og vikmörkum milli stigs-á-granít og IGM hönnun, eru heildarvíddir granítgrunnsins, risar og brú jafngildir. Þetta er fyrst og fremst vegna þess að nafn- og takmörkin eru eins milli stigs-á-granít og Igm.

Smíði

Skortur á vélum sem eru í vélaþáttum í IgM hönnuninni veitir ákveðna kosti umfram stig-á-granít lausnir. Sérstaklega hjálpar minnkun á íhlutum í byggingarlykkju IGM til að auka stífni á ás. Það gerir einnig ráð fyrir styttri fjarlægð milli granítgrunnsins og efsta yfirborðs flutningsins. Í þessari tilteknu tilviksrannsókn býður IgM hönnunin 33% lægri yfirborðs hæð (80 mm samanborið við 120 mm). Þessi minni vinnuhæð gerir ekki aðeins samsniðna hönnun, heldur dregur hún einnig úr móti vélinni frá mótornum og umbreytingunni í vinnustaðinn, sem leiðir til minni Abbe villna og því aukið afköst vinnustaðs.

Axishlutar

Þegar litið er dýpra í hönnunina, deilir stig-á-granít og IGM lausnum nokkrum lykilþáttum, svo sem línulegum mótorum og staðsetningarbreytingum. Algengt að val á fyrirfram og segulspor leiðir til samsvarandi getu til að framleiða þvingun. Sömuleiðis, með því að nota sömu kóðara í báðum hönnununum veitir sömu fína upplausn til að staðsetja endurgjöf. Fyrir vikið er línuleg nákvæmni og endurtekningarhæfni ekki marktækt frábrugðin milli stigs-á-granít og IgM lausna. Svipað skipulag íhluta, þar með talið aðgreining og umburðarlyndi, leiðir til sambærilegrar frammistöðu hvað varðar geometrískar villuhreyfingar (þ.e. lárétt og lóðrétt réttmæti, kasta, rúlla og yaw). Að lokum eru stuðningsþættir beggja hönnunar, þar með talið snúrustjórnun, rafmagnsmörk og harðstoppar, í grundvallaratriðum eins í aðgerð, þó að þeir geti verið mjög breytilegir í líkamlegu útliti.

Legur

Fyrir þessa tilteknu hönnun er einn athyglisverðasti munurinn val á línulegum leiðbeiningarlögum. Þrátt fyrir að kúkandi kúlulög séu notuð bæði í stigi-á-granít og IGM kerfum, gerir IgM kerfið mögulegt að fella stærri, stífari legur í hönnunina án þess að auka vinnuhæð ássins. Vegna þess að IgM hönnunin treystir á granítið sem grunn þess, öfugt við aðskildan vélaþátta grunn, er mögulegt að endurheimta nokkrar af lóðréttu fasteignum sem annars yrðu neytt af vélinni og fyllir þetta rými í raun með stærri legum en enn dregur úr heildarvagnshæðinni fyrir ofan granít.

Stífleiki

Notkun stærri lega í IgM hönnuninni hefur mikil áhrif á stífni hyrndar. Þegar um er að ræða breiðan líkamsleið (Y) býður IgM lausnin yfir 40% meiri rúllustífni, 30% meiri kasta stífni og 20% ​​meiri yaw stífni en samsvarandi stig-á-granít hönnun. Að sama skapi býður IgM-brúin fjórföld aukningu á stífni í rúllu, tvöfalt stífni vellanna og meira en 30% meiri yaw stífni en hliðstæða þess. Hærri hyrnd stífni er hagstæð vegna þess að það stuðlar beint að bættri kraftmiklum afköstum, sem er lykillinn að því að gera hærra afköst vélarinnar.

Hleðslu getu

Stærri legur IgM lausnarinnar gera ráð fyrir verulega hærri burðargetu en stig-á-á-granít lausn. Þrátt fyrir að Pro560lm grunnásar á stig-á-granít lausninni hafi álagsgetu 150 kg, getur samsvarandi IgM lausn hýst 300 kg álag. Að sama skapi styður Pro280LM-ás stig stigs-á-á Granít 150 kg, en Bridge Axis IgM lausnarinnar getur borið allt að 200 kg.

Hreyfandi messa

Þó að stærri legurnar í vélrænni bera IgM-ásunum bjóða upp á betri eiginleika hyrndra frammistöðu og meiri burðargetu, þá eru þeir einnig með stærri, þyngri vörubíla. Að auki eru IgM vagnar hannaðir þannig að ákveðnir vélaðir eiginleikar sem nauðsynlegir eru fyrir stig-á-granít ás (en ekki krafist af IgM ás) eru fjarlægðir til að auka stífni hluta og einfalda framleiðslu. Þessir þættir þýða að IgM-ásinn er með meiri hreyfingu massa en samsvarandi stig-á-granít ás. Óumdeilanlegur galli er að hámarkshröðun IgM er lægri, miðað við að framleiðsla mótorkraftsins sé óbreytt. Samt, í vissum aðstæðum, getur stærri hreyfanlegur massi verið hagstæður frá sjónarhorni að stærri tregðu þess getur veitt meiri mótstöðu gegn truflunum, sem getur verið í samræmi við aukna stöðugleika í stöðu.

Skipulagsvirkni

Hærri burðarstífni IgM kerfisins og stífari vagn veitir frekari ávinning sem kemur í ljós eftir að hafa notað endanlegan þáttagreiningu (FEA) hugbúnaðarpakka til að framkvæma mótunargreiningu. Í þessari rannsókn skoðuðum við fyrsta ómun hreyfingarinnar vegna áhrifa þess á servó bandbreidd. Pro560lm flutninginn lendir í ómun við 400 Hz, en samsvarandi IgM vagn upplifir sama hátt við 430 Hz. Mynd 3 sýnir þessa niðurstöðu.

Hægri ómun IgM lausnarinnar, samanborið við hefðbundið stig-á-granít, má rekja að hluta til stífari flutninga og bera hönnun. Hærri ómun á flutningi gerir það mögulegt að hafa meiri servó bandbreidd og því bætt kraftmikla afköst.

Rekstrarumhverfi

Þéttni ás er næstum alltaf skylda þegar mengunarefni eru til staðar, hvort sem það er myndað í gegnum ferli notandans eða á annan hátt sem er til í umhverfi vélarinnar. Stig-on-Granite lausnir eru sérstaklega hentugir við þessar aðstæður vegna þess að í eðli sínu lokað er. Pro-seríur línuleg stig, til dæmis, eru búin harðsperrum og hliðarþéttingum sem vernda innra stig íhluta frá mengun í hæfilegan hátt. Þessum stigum er einnig hægt að stilla með valfrjálsum þurrkum borðplötunnar til að sópa rusl af efstu innbundnum þegar sviðið fer. Aftur á móti eru IGM hreyfingarpallar í eðli sínu, með legur, mótora og kóðara sem verða fyrir. Þrátt fyrir að vera ekki mál í hreinni umhverfi getur þetta verið vandasamt þegar mengun er til staðar. Það er mögulegt að taka á þessu máli með því að fella sérstaka belg-stíl leið í IgM ás hönnun til að veita vernd gegn rusli. En ef ekki er útfært á réttan hátt, geta belgin haft neikvæð áhrif á hreyfingu ássins með því að veita ytri öflum á vagninn þegar hann fer í gegnum allt ferðasvið hans.

Viðhald

Þjónustuhæfni er aðgreining á milli stigs-á-granít og IGM hreyfingarpalla. Línulegir-mótoröxar eru vel þekktir fyrir styrkleika sína, en stundum verður það nauðsynlegt að framkvæma viðhald. Ákveðnar viðhaldsaðgerðir eru tiltölulega einfaldar og hægt er að ná þeim án þess að fjarlægja eða taka í sundur ásinn sem um ræðir, en stundum er krafist ítarlegri niðurbrots. Þegar hreyfivettvangurinn samanstendur af stakum stigum sem eru fest á granít er þjónusta sæmilega einfalt verkefni. Í fyrsta lagi skaltu taka sviðið úr granítinu og framkvæma síðan nauðsynlega viðhaldsframkvæmdir og taka það upp. Eða, einfaldlega skiptu um það með nýjum áfanga.

IGM lausnir geta stundum verið krefjandi þegar viðhaldið er. Þrátt fyrir að skipta um stakan segulspor á línulegu mótornum er mjög einfalt í þessu tilfelli, þá felur flóknari viðhald og viðgerðir oft í sér að taka marga eða alla íhlutina fullkomlega í sundur, sem er tímafrekari þegar íhlutir eru festir beint á granít. Það er líka erfiðara að endurstilla granít-byggða ásana hver við annan eftir að hafa framkvæmt viðhald-verkefni sem er talsvert einfalt með stakum stigum.

Tafla 1. Yfirlit yfir grundvallar tæknilegan mun á vélrænni björgunarstig-á-granít og IgM lausnum.

Efnahagslegur samanburður

Þrátt fyrir að alger kostnaður við hvaða hreyfingarkerfi sem er breytist eftir nokkrum þáttum, þar með talið ferðatengdum, nákvæmni ás, álagsgetu og kraftmiklum getu, bendir hlutfallslegur samanburður á hliðstæðum IgM og stig-á-granít hreyfimyndum sem framkvæmdar voru í þessari rannsókn að IgM lausnir séu færar um að bjóða miðlungs til hástöfum.

Efnahagsrannsókn okkar samanstendur af þremur grundvallarkostnaðarþáttum: vélarhlutar (þar með talið bæði framleiddir hlutar og keyptir íhlutir), granítsamsetningin og vinnuafl og kostnaður.

Vélarhlutar

IGM lausn býður upp á athyglisverðan sparnað yfir stig-á-á-granít lausn hvað varðar vélarhluta. Þetta er fyrst og fremst vegna skorts á IgM á flóknum vettvangi sviðsgrunni á Y og X ásunum, sem bæta flækjustig og kostnað við stig-á-granít lausnirnar. Ennfremur er hægt að rekja kostnaðarsparnað til hlutfallslegrar einföldunar annarra véla hluta á IGM lausninni, svo sem flutningavagnar, sem geta haft einfaldari eiginleika og nokkuð afslappaðri vikmörk þegar hannað er til notkunar í IGM kerfi.

Granítsamsetningar

Þrátt fyrir að granít grunnstúdíusameiningar bæði í IgM og stig-á-granít kerfunum virðast hafa svipaðan formþátt og útlit, þá er IgM granítsamsetningin lítillega dýrari. Þetta er vegna þess að granít í IGM lausninni tekur sæti véla sviðsbasanna í stig-á-á-granít lausninni, sem krefst þess að granítið hafi yfirleitt strangara vikmörk á mikilvægum svæðum, og jafnvel viðbótaraðgerðir, svo sem útpressuð skurður og/eða snittari stálinnskot, til dæmis. Í tilviksrannsókn okkar er aukin flækjustig granítbyggingarinnar meira en á móti einföldun í vélum.

Vinnuafl og kostnaður

Vegna margra líkt við að setja saman og prófa bæði IgM og stig-á-granít kerfin er ekki marktækur munur á vinnuafl og kostnaði.

Þegar allir þessir kostnaðarþættir eru sameinaðir er sértæk vélræn bera IgM lausn sem skoðuð er í þessari rannsókn um það bil 15% ódýrari en vélrænni, stig-á-granít lausnin.

Auðvitað eru niðurstöður efnahagslegrar greiningar ekki aðeins háð eiginleikum eins og ferðalengd, nákvæmni og álagsgetu, heldur einnig af þáttum eins og vali á granítframleiðandanum. Að auki er skynsamlegt að íhuga flutnings- og flutningskostnað sem fylgir því að útvega granítbyggingu. Sérstaklega gagnlegt fyrir mjög stórt granítkerfi, þó að það sé satt fyrir allar stærðir, getur valið hæfan granítframleiðanda í nánari nálægð við staðsetningu lokakerfissamstæðunnar hjálpað til við að lágmarka kostnað.

Þess má einnig geta að þessi greining telur ekki kostnað eftir útfærslu. Gerum til dæmis ráð fyrir að það verði nauðsynlegt að þjónusta hreyfistækið með því að gera við eða skipta um hreyfingarás. Hægt er að þjónusta stig-á-granítkerfi með því einfaldlega að fjarlægja og gera við/skipta um viðkomandi ás. Vegna hinnar mát stigs stigs stíl er þetta hægt að gera með tiltölulega auðveldum og hraða, þrátt fyrir hærri upphafskostnaðarkostnað. Þrátt fyrir að almennt sé hægt að fá IGM-kerfi með lægri kostnaði en hliðstæða þeirra á Granít, geta þau verið krefjandi að taka í sundur og þjónusta vegna samþætts eðlis framkvæmda.

Niðurstaða

Ljóst er að hver tegund hreyfispallsins-stig-á-granít og IgM-getur boðið sérstakan ávinning. Hins vegar er það ekki alltaf augljóst sem er ákjósanlegasti kosturinn fyrir tiltekna hreyfingu. Þess vegna er það mjög hagkvæmt að vera í samstarfi við reyndan hreyfingar- og sjálfvirkni kerfisframleiðanda, svo sem Aerotech, sem býður upp á greinilega notkunar-einbeitt, ráðgjafaraðferð til að kanna og veita dýrmæta innsýn í lausnir við lausnir til að krefjast hreyfingareftirlits og sjálfvirkni. Að skilja ekki aðeins muninn á þessum tveimur afbrigðum af sjálfvirkni lausnum, heldur einnig grundvallarþáttum vandamálanna sem þeir eru nauðsynlegir til að leysa, er undirliggjandi lykill að árangri við val á hreyfiskerfi sem tekur á bæði tæknilegum og fjárhagslegum markmiðum verkefnisins.

Frá Aerotech.