تقليل وقت التصميم لأنظمة الحركة الخطية

3 محور نظام القنوات الديكارتية

يمكن تقليل وقت التصميم مع ضمان المتانة والأداء العالي.

يعد تقليل وقت التصميم أمرًا بالغ الأهمية في الهندسة لأن النتيجة هي انخفاض التكاليف ووقت أسرع للتسويق. غالبًا ما يتضمن وقت التصميم عددًا من الأنشطة غير المضافة غير المضافة مثل إعادة التصميم أو الإفراط في التصميم أو الزحف الذي يمكن تقليله من خلال فهم جميع معايير التطبيق بشكل دقيق والتحقق من الحسابات والتحليل من خلال الاختبار البارامتري للمكونات والوحدات النمطية والتجمعات الكاملة مع معدات الحصول على البيانات ، وثبت نتائج الأداء المتوقفة مع الاختبار.

التقاط أكبر قدر ممكن من معلومات التطبيق ذات الصلة في البداية لتجنب الاضطرار إلى العودة وتكرار الأجزاء ، إن لم يكن عملية التصميم بأكملها. كن حذرا ومستعدة لتغيير النطاق. استخدم الحسابات والتحليلات النظرية لتحديد أفضل التصميمات الأولية ، ثم قارنها مع قياسات الاختبار لسمات الأداء الرئيسية على المعدات الفعلية. تأكيد نتائج اختبار المقعد عن طريق إجراء اختبارات الدورة في ظل ظروف الحقل الفعلية.

تحديد المتطلبات

الخطوة الأولى والحرجة للغاية في كل عملية هندسية تقريبًا هي تحديد متطلبات التطبيق. قد يكون لكل منتج مجموعة فريدة من المعايير التي ستؤثر على أدائها. سيساعد استخدام قائمة المراجعة على ضمان النظر في المعلمات التي قد يتم تجاهلها بطريقة أخرى.

قد تتضمن بيانات معلومات التطبيق الرئيسية في قائمة مراجعة نموذج:

• التحميل/السرعة (ديناميكية وثابتة)
• الجهد: 12 ، 24 ، 36 ، 48 VDC ، 110 ، 220 ، VAC
• اتجاه الحمل
• طول السكتة الدماغية
• دورة الحياة/العمل
• البيئة
• حماية نهاية السكتة الدماغية: القابض؟ الحد من المفاتيح؟
• كيف سيتم التحكم في المحرك؟
• تعليق
• UL ، CSA ، CE
• آخر: استشر مهندس تطبيق المشغل الخاص بك للحصول على اعتبارات تصميم إضافية.

يمكن أن يتطلب اختيار مجموعة برغي الكرة الصحيح لتطبيق معين عملية تكرارية لتحديد أصغر مظروف ومعظم الحلول في التكلفة. يتم استخدام حمولة التصميم ، والسرعة الخطية ، ومتطلبات الدقة الموضعية لحساب القطر والرصاص وحمل مجموعة المسمار الكرة المناسبة. يمكن بعد ذلك اختيار مكونات برغي الكرة الفردية بناءً على الحياة ، والقيود الأبعاد ، وتكوين التثبيت ، والظروف البيئية.

مكان جيد للبدء هو تحديد اتجاه وحجم الحمل. يمكن أن يكون اتجاه النظام مهمًا جدًا. مع الاتجاه الأفقي ، يكون حمل محرك الأقراص مساوياً لوزن الحمولة الصافية ، ويضع معامل الاحتكاك. مع اتجاه عمودي ، فإن حمل محرك الأقراص يساوي الوزن. يمكن أن تكون الأحمال التي تعمل على المحامل الخطية والأدلة أحمالًا رأسية أو أحمالًا أفقية أو أحمال لحظة الملعب أو لفة أو yaw أو أي مزيج منها. قد تختلف الأحمال أيضًا في حجمها واتجاهها.

يجب إنشاء متجهات التحميل الناتجة في كل محمل من المزيج المناسب من متجهات التحميل المختلفة التي يتعرض لها نظام المحمل الخطي ، حيث لا يمكن تقدير متوسط العمر المتوقع بناءً على متجهات تحميل النظام الكلية فقط. يُطلق على الحمل الذي يخضع كل محمل خطي له الحمل المكافئ لتلك المعطاة. ثم يتم حجم النظام بناءً على حجم المحمل الأكثر تحميلًا. لمزيد من المعلومات حول طرق الحساب للتحميل المكافئ ، راجع كتالوجات الموردين الخطيين وتوجيههم.

يهدف مجموعة برغي الكرة ، على سبيل المثال ، إلى حمل الأحمال المحورية ، وترجمة الحركة الدورانية إلى الحركة المحورية. تسمى قدرة المسمار الكرة على مقاومة الابزيم تحت الأحمال الانضغاطية قوة العمود. يحمل المسمار حملًا محوريًا متساويًا بشكل فعال في الحجم وعكس الاتجاه إلى الحمل الذي تم نقله إلى الجوز للكرة - الجزء التكميلي - ويرتبط به هندسة التصميم إلى عزم الدوران في محرك القيادة. بشكل عام ، تكون قوة العمود هي معلمة التصميم المقيدة لأنه لأطوال أطول ، يمكن أن تكون أقل بكثير من قوة الضغط الفعلية للمادة. نظرًا لأن نسبة الطول إلى القطر المجاني ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنقص العمود ، فإنه يترتب على ذلك أنه بالنسبة لقطر معين ، تعتمد سعة الحمل المحوري لمسمار الكرة على طولها الحر.

يمكن التنبؤ بحياة نظام الحركة الخطية بناءً على ملفه التشغيلي ؛ ببساطة ، كم ساعة في اليوم والأيام في الأسبوع والأسابيع في السنة سيتم تشغيل برغي الكرة. بالنسبة للتطبيقات الأكثر تعقيدًا أو التنبؤ بالحياة الأكثر دقة ، يحتاج المرء إلى بناء ملف تعريف مفصل وشامل للحركة يقطع الحركات إلى الأجزاء المستقيمة بشكل أساسي. يتطلب كل جزء من ملف تعريف الحركة معلومات عن السرعة في بداية ونهاية الجزء ، ومدة الوقت من القطاع ، وعزم الدوران أثناء القطاع.

تحديد الدقة الموضعية والتكرار التي يتطلبها تطبيقك. على سبيل المثال ، يتم إنتاج مسامير الكرة بوصة عادة في صفتين - الدقة والدقة زائد. سيتم استخدام مسامير كرة الدرجة الدقيقة في التطبيقات التي تتطلب حركة خشن نسبيًا أو تلك التي تستخدم التغذية المرتدة الخطية للموقع الموضعي. سيتم استخدام مسامير الكرة الدقيقة بالإضافة إلى أن تحديد المواقع القابلة للتكرار داخل الميكرون أمر بالغ الأهمية ولا يتم استخدام أي جهاز للتغذية المرتدة الخطية. على الرغم من أن مسامير الدرجة الدقيقة لها تباين تراكمي أكبر على الطول المفيد للمسمار ، فإن الدقة بالإضافة إلى براغي الدرجة تحد من تراكم خطأ الرصاص ، مما يوفر تحديدًا أكثر دقة على طول المسمار المفيد.

التحجيم والاختيار

يمكن أن تكون المخططات التي يقدمها موردو أنظمة الحركة الخطية اختصارًا لتوفير الوقت لتحجيم واختيار أنظمة الحركة الخطية. سنستخدم تطبيق Gantry لحام ثلاثي المحاور كمثال لإظهار كيفية تحديد وحجم مسامير الكرة باستخدام صيغ الكتالوج (الشكل 2). يدير المسمار الكرة كامل طول المحور السيني ويتم دعمه في أي من الطرفين من خلال الدعم. من أجل البساطة ، سنحدد تصاعد الجوز على أنه محفور ، والمواد مثل الصلب سبيكة ، واتجاه الخيط باليد اليمنى ، وسلسلة المنتجات كمقياس. اتجاه النظام في هذا التطبيق أفقي ، مع تصميم يحركه المسمار وطول المحور السيني 6 أمتار. سوف تستخدم نهايات ثابتة مع كمية شفة مستقرة حراريا.

يتم تطبيق حمولة قدرها 2668.9 نيوتن (600 رطل) بواسطة عربة ركوب على قضبان الملف الشخصي. يبلغ طول السفر 4.5 متر (177.165 ″) والطول غير المدعوم هو 5.818 متر (229.055 ″). تبلغ السرعة المطلوبة 0.1 متر في الثانية (3.927 في/ثانية) ، وهناك حاجة إلى تسريع من ± 2.5 م/ثانية (98.4 في/s2). تبلغ دورة العمل 8 ساعات في اليوم ، و 5 أيام في الأسبوع ، و 50 أسبوعًا في السنة بمتوسط 10 دورات في الساعة. متطلبات الحياة 20 عامًا لمسمار الكرة و 5 سنوات للمكونات. من المتطلبات الإضافية استخدام محرك السائر بسبب تفضيل قسم الهندسة الكهربائية.

بعد ذلك ، نختار المحامل الخطية للمحور السيني. المتطلبات الأساسية لهذا التطبيق هي سعة الحمل العالية وارتفاع صلابة. يبلغ طول التطبيق طول سفر طويل نسبيًا 5.500 متر (18 قدمًا) ؛ ومع ذلك ، فإن توافر مسامير طولها 6 متر يلغي الحاجة إلى الانضمام بعقب. الصيانة المنخفضة هي شرط مهم لهذا التطبيق. وكانت النتيجة اختيار أدلة خطية خطية من سلسلة 500 سلسلة.

مع هذا التحديد ، يمكن حساب الحمل على مسامير الكرة. بناءً على هذا التحميل ، يتم تحديد NEFF KGF-D Ball Nut كنقطة انطلاق. هذا الجوز الكرة يحتوي على شفة متكاملة ، ممسحة متكاملة ، وتصاعد DIN 69051. تتمتع برغي الكرة بدقة ± 50 ميكرون/300 مم.

بعد ذلك ، يتم التحقق من متطلبات متوسط العمر المتوقع. عادةً ما يتم تصنيف الحياة على L10 ، والذي يمثل الوقت الذي ستظل فيه 90 ٪ من مسامير الكرة. في هذا التطبيق ، يبلغ متوسط العمر المتوقع 1،035،752.6 سنة. السبب في أن الحياة مرتفعة للغاية هو أننا اخترنا برغي الكرة بناءً على السرعة الحرجة بدلاً من الحياة.

اختبار التصميم المقترح

بمجرد تحديد التصميم الخاص بك بناءً على الحسابات ، تحتاج إلى اختبار للتأكد من صحة أماكن العمل الخاصة بك. تم تصميم الاختبار للتحقق من أنه تم تسليم ما تم اقتراحه بالفعل ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، لتوجيه أي إجراءات تصحيحية قد تكون مطلوبة. يجب تصميم اختبار التحقق من الصحة للإجابة على أسئلة مثل:

• هل يلبي المنتج النهائي مواصفات التصميم؟
• هل الأداء متسق ، ضمن الحدود التجريبية ، مع الحسابات النظرية ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، بمدى تختلف ولماذا؟
• هل يوفر المنتج المستوى المطلوب من الموثوقية؟
• ما هي الأوضاع المحتملة ونقاط الفشل للمنتج؟
• كيف يقارن الحل الحالي بالبدائل؟

بالنسبة للأنظمة والآلات الكبيرة ، قد ترغب في البدء باختبار المكونات قبل الانتقال إلى اختبار مقاعد البدلاء للتجميعات الفرعية ، ثم في النهاية لاختبار التجميع الكامل. في كل مرحلة من مراحل الاختبار ، يجب مراجعة نتائج الاختبار ومقارنتها بالحسابات النظرية للتأكد من أن التصميم على المسار الصحيح ، أو النظر في فرص معقولة للتحسين. يهدف الاختبار إلى الكشف عن ما قد فاتنا في حساباتنا ونمذائنا.

تكوين أنظمة الحركة الخطية

من المهم أيضًا ، من خلال العملية ، التفكير فيما إذا كان من المنطقي شراء نظام حركة خطي تم تكوينه بدلاً من تصميم وتجميع خاص بك. في هذه الحالة ، ستوفر متطلبات التطبيق إلى دمج حركة خطي مثل تكوين التثبيت ومتطلبات تحديد المواقع والظروف البيئية وظروف التحميل ومتطلبات التحرك وأي اعتبارات خاصة. عندها عادةً ما يستخدم المتكامل نظام التحجيم والاختيار المستند إلى الويب لتصميم وتكوين نظام حركة خطي مخصص استنادًا إلى إدخالك. غالبًا ما يمكن للمتكامل تقديم ملف اقتباس و CAD للتصميم المقترح في غضون 24 ساعة من طلبك. ستكون تكلفة هذا النظام أقل من تكلفة المكونات الفردية ، في معظم الحالات.

يمكن أن يقلل هذا النهج عادةً من وقت الهندسة وتكلفة التجميع بنسبة 90 ٪ أو أكثر ، وغالبًا ما يمكن أن يوفر وفورات في تكلفة المواد من 20 إلى 30 ٪. الأهم من ذلك ، من خلال تقليل الوقت الذي يقضيه في تصميم أنظمة الحركة الخطية ، سيقضي مهندسيك وقتًا أقل في العمل في منطقة خارج كفاءاتهم الأساسية ، والمزيد من الوقت في التركيز على ما يفعلونه بشكل أفضل - تكامل النظام العام.

باختصار ، استفد من جميع الموارد المفيدة لتوفير وقت التصميم. لا تغفل عن قدرة بائعي الحركة الخطية على توفير تجميعات الحركة الخطية المكوّنة التي يمكن أن تساعدك على تقليل تكاليف الهندسة والتجميع. قم بتقييم بدائل المكونات الشراء مقابل الوحدات النمطية ، مقابل الأنظمة الكاملة من حيث تأثيرها على وقت التصميم ووقت التجميع. استخدم ، لصالحك ، جميع أدوات التصميم المتاحة مثل المخططات والصيغ وأنظمة الاختيار عبر الإنترنت والموديلات ثلاثية الأبعاد. أخيرًا ، قم بإشراك الدعم الفني للاستفادة من خبرة منتجاتهم في الحلول القياسية المعيارية والمعيارية والمتخصصة. تأكد من تأكيد أن البائع لديه بيانات التحقق/الاختبار/التحليل التصميم إلى مطالبات التصميم الخلفية ومواقع التصميم. يمكن أن يقلل هذا النهج من وقت التصميم إلى الحد الأدنى مع ضمان تلبية أنظمة الحركة الخطية متطلبات الأداء والمتانة.

وقت النشر: MAR-28-2022

سابق: ما هو تموج عزم الدوران وكيف يؤثر على تطبيقات الحركة الخطية؟

التالي: ما هي هندسة تصميم الحركة الخطية؟

كيف يمكننا المساعدة؟

addrss البريد الإلكتروني

هاتف

يمكن تقليل وقت التصميم مع ضمان المتانة والأداء العالي.