الهيكل ، المكونات ، الأسلاك الإلكترونيات ، الصيانة.

إن الجمع بين الهندسة الميكانيكية والكهربائية والبرمجة والتحكم ليس جهد. لكن دمج التقدم التكنولوجي ، والتركيز على هذه المجالات الخمسة ، يمكن أن يبسط العملية والتأكد من أن mechatronics سهلة.

دفعت دورات تطوير المنتج السريعة التي يسير بخطى سريعة اليوم والتقدم السريع في التكنولوجيا إلى الحاجة إلى المزيد من الهندسة عبر التخصصات. عندما يتمكن المهندس الميكانيكي من التركيز فقط على الأجهزة ، والمهندس الكهربائي على لوحات الأسلاك والدوائر ، ومهندس التحكم في البرمجة والبرمجة الخوارزمية ، يجمع مجال الميكاترونيك هذه المناطق معًا مما يخلق حلاً لحل حركة كامل. التقدم في ، وتكامل جميع الحقول الثلاثة معًا ، تبسيط تصميم الميكاترونيك.

هذا التبسيط الذي يدفع التقدم في الروبوتات والأنظمة الديكارتية متعددة المحاور للاستخدامات الصناعية والتصنيع ، وأتمتة أسواق المستهلكين في الأكشاك وأنظمة التوصيل ، إلى جانب القبول السريع للطابعات ثلاثية الأبعاد في الثقافة السائدة.

فيما يلي خمسة عوامل رئيسية ، عند تجميعها ، تؤدي إلى سهولة تصميم الميكاترونيك.

1. أدلة خطية متكاملة والهيكل

في تصميم الماكينة ، كانت مجموعات الدليل الخطي والخطية موجودة لفترة طويلة ، بحيث يتم التعامل مع ميكانيكا نظام الحركة في كثير من الأحيان على أنها فكرة لاحقة. ومع ذلك ، فإن التقدم في المواد والتصميم والميزات وطرق التصنيع يجعل من المفيد النظر في خيارات جديدة

على سبيل المثال ، تعني المحاذاة المسبقة قبل الهندسة المدمجة في القضبان المتوازية أثناء عملية التصنيع تكلفة أقل بسبب عدد أقل من المكونات ودقة أكبر ومتغيرات أقل في اللعب على طول السكك الحديدية. تعمل هذه القضبان المتوازية أيضًا على تحسين التثبيت لأنه يتم القضاء على السحابات المتعددة والمحاذاة اليدوية.

في الماضي ، كان من الضمان تقريبًا أنه مهما كان نظام الدليل الخطي الذي تم اختياره مهندسًا ، فسيتعين عليهم أيضًا التفكير في تصاعد لوحات أو قضبان الدعم أو أي هياكل أخرى للصلابة المطلوبة. المكونات الأحدث تدمج هياكل الدعم في السكك الحديدية الخطي نفسها. هذا التحول من تصميم المكونات الفردية إلى التصميمات المكونة من قطعة واحدة أو تجميعات فرعية متكاملة يقلل من عدد المكونات ، مع خفض التكلفة والعمل.

2. مكونات نقل الطاقة

يعد اختيار آلية محرك الأقراص المناسبة أو مكونات نقل الطاقة عاملاً أيضًا. تبدأ عملية الاختيار ، التي تتضمن موازنة السرعة المناسبة ، وعزم الدوران ، والأداء الدقيق مع المحرك والإلكترونيات ، بفهم النتائج التي يمكن أن ينتج عنها كل نوع من أنواع القيادة.

يشبه إلى حد كبير ناقل الحركة في سيارة تعمل في الترس الرابع ، وتطبيقات بدلة محركات الأقراص حيث تتطلب السرعات القصوى على السكتات الدماغية الطول الممتدة. على الطرف الآخر من طيف الأداء ، توجد مسامير كروية وقيادة تشبه السيارة ذات الترس القوي الأول والثاني. أنها توفر عزم دوران جيد أثناء التفوق في البداية السريعة ، والتوقف ، وتغيير الاتجاه. يوضح الرسم البياني الاختلافات بين سرعة الأحزمة وعزم الدوران.

على غرار تقدم السكك الحديدية الخطية ، فإن المحاذاة المسبقة للهندسة هي مجال آخر حيث تقدم تصميم برغي الرصاص لتقديم قدر أكبر من التكرار في التطبيقات الديناميكية. عند استخدام مقرنة ، انتبه إلى المحرك والمحاذاة المسمار للقضاء على "التذبذب" الذي يقلل من الدقة والحياة. في بعض الحالات ، يمكن القضاء على المقرنة تمامًا والسمور الملصقة مباشرة على المحرك ، ودمج مباشرة المكونات الميكانيكية والكهربائية ، مما يزيل المكونات ، وزيادة الصلابة والدقة ، في حين أن التكلفة القللة.

3. الإلكترونيات والأسلاك

تتضمن التكوينات التقليدية لتطبيقات التحكم في الحركة في مجال مراقبة الحركة ترتيبات معقدة الأسلاك ، إلى جانب الخزانات والأجهزة المتصاعدة لتجميع جميع المكونات وإقرارها. غالبًا ما تكون النتيجة نظامًا لم يتم تحسينه جنبًا إلى جنب مع صعوبة ضبطها وصيانتها.

تقدم التقنيات الناشئة مزايا النظام عن طريق وضع السائق ووحدة التحكم والمكبر للصوت مباشرة على محرك "ذكي". لا يقتصر الأمر على المساحة اللازمة لإيواء المكونات الإضافية التي تم إلغاؤها ، ولكن يتم تقليص عدد المكونات الإجمالية ويتم تبسيط عدد الموصلات والأسلاك ، مما يقلل من إمكانات الخطأ أثناء توفير التكلفة والعمالة.

4. مصمم للتصنيع (DFM)

• قوسين

جنبا إلى جنب مع تجميع السكك الحديدية الأسهل للتصميمات المتكاملة ، والخبرة والتقنيات الناشئة مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد تزيد من قدرتك على إنشاء مجموعات ميكاترونيك والروبوتية النموذجية لمعايير DFM. على سبيل المثال ، غالبًا ما كانت أقواس الموصل المخصصة لأنظمة الحركة مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً للمعالجة من خلال غرفة الأدوات أو متجر التصنيع. اليوم ، تتيح لك الطباعة ثلاثية الأبعاد إنشاء نموذج CAD ، وإرساله إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد ، ولديك جزء من طراز قابل للاستخدام في جزء صغير من الوقت وفي جزء صغير من التكلفة.

• الموصل

هناك مجال آخر من DFM الذي تم تغطيته بالفعل وهو استخدام المحركات الذكية التي تضع الإلكترونيات مباشرة على المحرك ، مما يجعل التجميع أسهل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التقنيات الحديثة التي تدمج الموصلات ، والكابلات ، وإدارة الكابلات في حزمة واحدة ، وتبسيط التجميع والتخلص من الحاجة إلى ناقلات الكابل التقليدية والثقيلة والبلاستيكية.

5. الصيانة على المدى الطويل

لا تؤثر التقنيات والتطورات الحديثة في التصميم على التصنيع المقدم فحسب ، بل يمكن أن تؤثر أيضًا على قابلية الصيانة المستمرة للنظام. على سبيل المثال ، يقوم تحريك وحدة التحكم ومحرك الأقراص على متن المحرك بتبسيط أي استكشاف الأخطاء وإصلاحها قد تكون هناك حاجة إليها. الوصول إلى المحرك والإلكترونيات غير مرغوب فيه ومباشر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الآن توصيل العديد من الأنظمة بالوصول من أي مكان تقريبًا لأداء التشخيص عن بُعد.