إذا قمت ببناء آلات، فمن المحتمل أنك تعمل مع المحركات ومراحل تحديد المواقع كل يوم. ولكن هل تحصل حقًا على أفضل أداء أو أقل تكلفة للملكية من هذه الأجهزة المتحركة؟ قد لا تكون الإجابة هي ما تتوقعه.

في كثير من الأحيان، يفكر المهندسون في المراحل أو المحركات على أنها مجرد عنصر آخر في قائمة المواد. طالما أن جهاز الحركة يلبي متطلبات تحديد الموقع والقوة والحمولة والسرعة والتكلفة المطلوبة، فمن الجيد البدء.

مع متطلبات الحركة البسيطة، قد يؤدي هذا النهج في اختيار المرحلة أو المحرك إلى نتائج مقبولة. ومع ذلك، فإن الآلات ذات متطلبات الحركة الميكانيكية المعقدة ستستفيد من استراتيجية تصميم الحركة المدمجة. بدلاً من مجموعة من المكونات الكهروميكانيكية، التي قد تعمل أو لا تعمل بشكل جيد معًا، تعمل أنظمة الحركة المدمجة كأنظمة فرعية حقيقية لآلة التوصيل والتشغيل.

تم تصميم أنظمة الحركة المضمنة لتتناسب مع مساحة فعلية محددة مسبقًا على الجهاز وربطها بنظام التحكم في حركة الجهاز، وتكون جاهزة لقبول الأوامر من واجهة كمبيوتر عالية المستوى أو بطاقة التحكم أو PLC. في أبسط حالاتها، قد تتكون أنظمة الحركة المضمنة من ما يزيد قليلاً عن مرحلة أو مشغل تم توصيله لتسهيل عملية التثبيت. في أكثر حالاتها تعقيدًا، تمتد أنظمة الحركة الفرعية هذه من الدبوس إلى الحمولة. فهي لا تشمل جهاز الحركة نفسه فحسب، بل تشمل أيضًا كل ما يحمله.

بالمقارنة مع نهج كل مكون على حدة في حركة الماكينة، توفر الحركة المضمنة بعض المزايا المقنعة:

الأداء الميكانيكي

حتى عندما يستخدمون نفس المرحلة أو المشغل، فإن أنظمة الحركة المضمنة ستتفوق عادةً على أنظمة الحركة المبنية على المكونات. السبب يعود إلى خبرة التطبيق والتجميع. سيكون لدى بائع الحركة المضمنة الجيد سنوات من الخبرة في حل مشكلات تحديد المواقع الصعبة ومجموعة من العناصر الأساسية للحركة التي أثبتت جدواها والتي يمكن تخصيصها للمهمة المطروحة. سيكون لديهم فهم عميق لكيفية تأثير ديناميكيات المسرح وهندسة التحكم في الحركة وبيئة التشغيل على متطلبات تحديد المواقع.

أما بالنسبة للتجميع، فإن العديد من صانعي الآلات يفتقرون إلى الفنيين المهرة، والتركيبات المتخصصة، ومقاييس التداخل الليزرية، وأنظمة القياس الأخرى اللازمة لمحاذاة المراحل متعددة المحاور الأكثر دقة - والتي غالبًا ما يكون لها تفاوتات محاذاة من محور إلى محور تُقاس بالميكرونات.

ضوابط الخبرة

قد يتم أو لا يتم شحن أنظمة الحركة المضمنة مع أدوات التحكم في الحركة، وفقًا لمتطلبات العميل. لكن استراتيجية التحكم يجب أن تكون دائمًا جزءًا من معادلة الحركة المضمنة. سيكون لدى بائع الحركة المضمنة الجيد معرفة واسعة بكيفية تفاعل منصات التحكم في الحركة المختلفة وقدراتها الحركية مع أنظمة الحركة الميكانيكية. يمكن أن تسمح لنا هذه المعرفة بتوسيع نطاق ما هو ممكن فيما يتعلق بالقدرات الديناميكية، مثل نسب عدم تطابق القصور الذاتي المقبولة.

مصداقية

عند تشغيل نظام حركة جديد، تحدث بعض المشكلات الأكثر شيوعًا بسبب فشل المكونات الفردية التي تبدو بسيطة في العمل بشكل صحيح - أو فشلها في العمل بشكل صحيح مع بعضها البعض. على سبيل المثال، يمكن لموصل واحد معيب أو سلك خاطئ أن يترك حتى أفضل مرحلة حركة بلا حراك. تتجنب أنظمة الحركة المدمجة هذا النوع من الفشل لأنه يتم تجميعها واختبارها كنظام قبل دمجها في آلة الإنتاج. مع أنظمة الحركة المكونة من مكونات فردية، يمكن أن لا يتم اكتشاف الأعطال الصغيرة وعدم التوافق حتى يتم تجميع آلة الإنتاج معًا.

تخفيض التكلفة

عادةً ما تكلف أنظمة الحركة المدمجة ما بين 25 إلى 50% أقل من نظيراتها القائمة على المكونات. ويأتي هذا التوفير جزئيًا من القدرة على تقليل عدد الأجزاء، على سبيل المثال، من خلال تصميم الأقواس والموصلات والمكونات الأخرى. يمكن أن يرتفع خفض التكلفة إلى ما يزيد عن 50% عندما تأخذ في الاعتبار جميع مكونات التكلفة المخفية المرتبطة ببناء وتركيب نظام الحركة. وتشمل هذه التكاليف المتعلقة بهندسة التصميم والمخزون ووقت الوصول إلى السوق والمزيد.

يمكن للعديد من أنواع التطبيقات جني فوائد الحركة المضمنة. لقد قمنا بتطبيق هذا النهج على العشرات من آلات أشباه الموصلات، والمقاعد المبللة، والقطع بالليزر، والتعبئة والتغليف، وآلات التشغيل الآلي للمختبرات.

التكاليف الخفية لأنظمة الحركة

تحتوي أنظمة الحركة المبنية على المكونات على عدد من التكاليف الخفية التي يمكن التخلص منها من خلال نهج الحركة المضمنة، بما في ذلك:

1. تكاليف وقت الوصول إلى السوق. يمكن لأنظمة الحركة المدمجة، التي تدعم بطبيعتها الهندسة المتزامنة، أن تختصر أسابيع أو حتى أشهر من وقت تطوير آلة معقدة.
2. تكاليف البرنامج والإنتاج وإدارة المواد. يتم شحن أنظمة الحركة المضمنة كبند واحد في قائمة المواد، مما يلغي مئات الأجزاء التي سيتم طلبها وجردها وتجميعها.
3. تكاليف الإنتاج. تتطلب أنظمة الحركة الدقيقة فنيي تجميع ماهرين ومعدات إنتاج متخصصة قد يكون من الصعب تبرير تكلفتها بأقل من الاستخدام الكامل.
4. تكاليف الضمان والفشل. سيضمن بائع الحركة المضمنة الجيد أنظمته ضد الفشل ويدعم عمله، مما يقلل من مخاطر الشركة المصنعة للمعدات الأصلية.

تتميز آلة CNC غير التقليدية هذه بجميع السمات المميزة لتطبيق الحركة المدمج المثالي. تطلب الأمر:

1. كل من الضوابط والخبرة الميكانيكية.يتطلب الزواج من النظام الميكانيكي مع أدوات التحكم ومكبرات الصوت التي تدعم الحركية المعقدة للحركة القطبية اتباع نهج أنظمة وأشهر من الاختبار. كان علينا أيضًا تطوير مجموعة من تقنيات وأدوات المحاذاة لبناء نظام CNC الجديد هذا.

2. تصميم مدمج، سهل التكامل.كانت المساحة أعلى من سعرها على آلة CNC ذات الحجم المكتبي. وحدة المؤازرة تصميم الروتاري، الذي يتميز بفتحة كبيرة دون عائق، يسمح لنا باستخدام المساحة المتاحة بكفاءة. جعلت الفتحات مقاس 100 مم من السهل توصيل مصدر الهواء مباشرة إلى المغزل، وتضمين مفهرس المواد على جانب قطعة العمل وإجراء جميع توصيلات الطاقة المطلوبة.

3. احتواء التكلفة.أحد الجوانب المثيرة للاهتمام في نظام الحركة المدمج هذا هو أنه ليس أكثر تعقيدًا مما ينبغي. يتضمن المتطلب الوظيفي الرئيسي تشطيب السطح، وليس دقة تحديد الموضع. إن احتياجات تحديد المواقع هي في الواقع متواضعة جدًا، على الأقل وفقًا لمعاييرنا. لذلك تمكنا من التخلي عن برامج تشفير القراءة المباشرة وتشغيل النظام بأكمله في وضع الحلقة المفتوحة. وقد وفر ذلك لعملائنا آلاف الدولارات لكل جهاز.

البدء بالحركة المضمنة

قد تبدو القفزة من أنظمة الحركة لكل مكون على حدة إلى أنظمة الحركة المضمنة بمثابة قفزة إيمانية. سوف تقوم، بعد كل شيء، بالاستعانة بمصادر خارجية للتحكم في الحركة إلى البائع.

ومع ذلك، إذا اخترت البائع المناسب، فإن الاستعانة بمصادر خارجية ستؤتي ثمارها مع تحسين الأداء والموثوقية. ستنخفض التكاليف أيضًا مع وصول الأنظمة الفرعية للحركة إلى مصنعك بعد اختبارها بالكامل وضمانها وجاهزة لإسقاطها على جهازك.