Jos rakennat koneita, työskentelet todennäköisesti toimilaitteiden ja asemointiasteikkojen kanssa joka päivä. Mutta saatko näistä liikelaitteista todella parhaan suorituskyvyn tai alhaisimmat omistuskustannukset? Vastaus ei ehkä ole sitä mitä odotit.

Liian usein insinöörit pitävät vaiheita tai toimilaitteita vain yhtenä esineenä materiaaliluettelossa. Niin kauan kuin liikelaite nimellisesti täyttää halutut asento-, voima-, hyötykuorma-, nopeus- ja kustannusvaatimukset, on hyvä mennä.

Yksinkertaisilla liikevaatimuksilla tämä lähestymistapa vaiheen tai toimilaitteen valintaan voi tuottaa hyväksyttäviä tuloksia. Kuitenkin koneet, joilla on monimutkaisia ​​mekaanisia liikevaatimuksia, hyötyvät sulautetusta liikkeen suunnittelustrategiasta. Sen sijaan, että kokoelma sähkömekaanisia komponentteja, jotka voivat toimia hyvin tai huonosti yhdessä, sulautetut liikejärjestelmät toimivat todellisina plug and play -koneen alajärjestelminä.

Sulautetut liikejärjestelmät on suunniteltu sopimaan ennalta määritettyyn fyysiseen tilaan koneessa ja kytkeytymään koneen liikkeenohjausjärjestelmään valmiina vastaanottamaan komentoja huipputason tietokoneliitännästä, ohjauskortista tai PLC:stä. Yksinkertaisimmillaan sulautetut liikejärjestelmät voivat koostua hieman muusta kuin näyttämästä tai toimilaitteesta, joka on liitetty asennuksen helpottamiseksi. Monimutkaisimmillaan nämä liikkeen alijärjestelmät ulottuvat pinoutista hyötykuormaan. Ne kattavat paitsi itse liikelaitteen, myös kaiken, mitä se kantaa.

Verrattuna koneen liikkeen komponenttikohtaiseen lähestymistapaan, upotettu liike tarjoaa joitain vakuuttavia etuja:

Mekaaninen suorituskyky

Vaikka ne käyttävät samaa vaihetta tai toimilaitetta, sulautetut liikejärjestelmät ovat tyypillisesti tehokkaampia kuin komponenteista rakennetut liikejärjestelmät. Syy on sovellus- ja kokoonpanoosaamisessa. Hyvällä sulautetun liikkeen toimittajalla on vuosien kokemus vaikeiden paikannusongelmien ratkaisemisesta ja kokoelma hyväksi havaittuja liikkeen rakennuspalikoita, jotka voidaan räätälöidä käsillä olevaan tehtävään. Hänellä on intiimi käsitys siitä, miten näyttämödynamiikka, liikkeenohjausarkkitehtuuri ja toimintaympäristö vaikuttavat paikannusvaatimuksiin.

Mitä tulee kokoonpanoon, monilta koneenrakentajilta puuttuu ammattitaitoisia teknikkoja, erikoistuneita kiinnikkeitä, laserinterferometrejä ja muita metrologisia järjestelmiä, joita tarvitaan tarkimpien moniakselisten vaiheiden kohdistamiseen – joissa akselien välinen kohdistustoleranssi on usein mitattu mikroneina.

Hallitsee asiantuntemusta

Sulautetut liikejärjestelmät voidaan toimittaa liikesäätimillä asiakkaan vaatimusten mukaan. Mutta ohjausstrategian tulisi aina olla osa sulautettua liikeyhtälöä. Hyvällä sulautetulla liiketoimittajalla on laaja tietämys eri liikkeenohjausalustojen ja niiden kinemaattisten ominaisuuksien vuorovaikutuksesta mekaanisten liikejärjestelmien kanssa. Tämä tieto voi antaa meille mahdollisuuden työntää verhokäyrän siihen, mikä on mahdollista dynaamisten ominaisuuksien suhteen, kuten hyväksyttävissä inertia-epäsopivuussuhteissa.

Luotettavuus

Uutta liikejärjestelmää otettaessa käyttöön jotkin yleisimmistä ongelmista johtuvat siitä, että yksittäiset, näennäisesti pienet komponentit eivät toimi kunnolla – tai eivät toimi kunnolla toistensa kanssa. Esimerkiksi yksittäinen viallinen liitin tai väärä johdin voi jättää parhaankin liikkeen liikkumattomaksi. Sulautetut liikejärjestelmät välttävät tämän tyyppiset viat, koska ne kootaan ja testataan järjestelmänä ennen integrointia tuotantokoneeseen. Yksittäisistä komponenteista koostuvissa liikejärjestelmissä pienet viat ja yhteensopimattomuudet voivat jäädä huomaamatta, kunnes tuotantokoneisto tulee yhteen.

Kustannusten vähentäminen

Sulautetut liikejärjestelmät maksavat tyypillisesti 25–50 % vähemmän kuin komponenttipohjaiset vastineensa. Osittain tämä säästö johtuu kyvystä vähentää osien määrää – esimerkiksi suunnittelemalla kiinnikkeisiin, liittimiin ja muihin komponentteihin. Kustannusten aleneminen voi nousta reilusti yli 50 %, kun huomioidaan kaikki liikejärjestelmän rakentamiseen ja asentamiseen liittyvät piilokustannukset. Näitä ovat suunnittelusuunnitteluun, varastoon, markkinoilletuloaikaan ja muihin liittyviin kustannuksiin.

Monen tyyppiset sovellukset voivat hyötyä upotetun liikkeen eduista. Olemme toteuttaneet tämän lähestymistavan kymmenissä puolijohde-, märkäpenkki-, laserleikkaus-, pakkaus- ja laboratorioautomaatiokoneissa.

Liikejärjestelmien piilokustannukset

Komponenteista rakennetuilla liikejärjestelmillä on useita piilokustannuksia, jotka voidaan eliminoida sulautetun liikkeen avulla, mukaan lukien:

1. Markkinoille tulon kustannukset. Sulautetut liikejärjestelmät, jotka luonnostaan ​​tukevat samanaikaista suunnittelua, voivat lyhentää monimutkaisen koneen kehitysaikaa viikkoja tai jopa kuukausia.
2. Ohjelma-, tuotanto- ja materiaalihallinnon kustannukset. Sulautetut liikejärjestelmät toimitetaan yhtenä materiaaliluettelona, ​​joten satoja osia ei tarvitse tilata, inventoida ja koota.
3. Tuotantokustannukset. Tarkkuusliikejärjestelmät vaativat ammattitaitoisia kokoonpanoteknikkoja ja erikoistuneita tuotantolaitteita, joita voi olla vaikea perustella kustannuksilla alle täydellä käyttöasteella.
4. Takuu- ja vikakulut. Hyvä sulautettujen liiketoimintojen toimittaja takaa järjestelmiensä epäonnistumisen ja seisoo työnsä takana, mikä vähentää OEM:n riskiä.

Tällä epäperinteisellä CNC-koneella on kaikki ihanteellisen sulautetun liikesovelluksen tunnusmerkit. Se vaati:

1. Sekä ohjaukset että mekaaninen asiantuntemus.Mekaanisen järjestelmän yhdistäminen säätimiin ja vahvistimiin, jotka tukevat polaariliikkeen monimutkaista kinematiikkaa, vaati järjestelmälähestymistapaa ja kuukausia kestäneen testauksen. Meidän piti myös kehittää sarja kohdistustekniikoita ja työkaluja tämän uuden CNC-järjestelmän rakentamiseksi.

2. Kompakti muotoilu, helppo integrointi.Tässä työpöydän kokoisessa CNC-koneessa oli tilaa. servomoduuli Rotaryn suunnittelu, jossa on suuri esteetön läpimenoreikä, mahdollisti käytettävissä olevan tilan tehokkaan käytön. 100 mm:n läpimenevien reikien ansiosta oli helppo tuoda ilmansyöttö suoraan karaan, upottaa materiaalin indeksoija työkappaleen puolelle ja tehdä kaikki tarvittavat teholiitännät.

3. Kustannusten hillitseminen.Yksi mielenkiintoinen näkökohta tässä sulautetussa liikejärjestelmässä on, että se ei ole monimutkaisempi kuin sen tarvitsee olla. Pääasiallinen toiminnallinen vaatimus koski pinnan viimeistelyä, ei paikannustarkkuutta. Asemointitarpeet ovat itse asiassa varsin vaatimattomia, ainakin meidän standardimme mukaan. Joten pystyimme luopumaan suoran lukukoodereista ja ajamaan koko järjestelmää avoimen silmukan tilassa. Tämä säästi asiakkaamme tuhansia dollareita konetta kohden.

Embedded Motionin käytön aloittaminen

Hyppy komponenttikohtaisista liikejärjestelmistä sulautettuihin liikejärjestelmiin saattaa tuntua uskon harppaukselta. Loppujen lopuksi ulkoistat liikkeenohjauksen myyjälle.

Jos kuitenkin valitset oikean toimittajan, ulkoistaminen maksaa itsensä takaisin paremmalla suorituskyvyllä ja luotettavuudella. Kustannuksetkin laskevat, kun liikkeen osajärjestelmät saapuvat tehtaallesi täysin testattuina, taattuina ja valmiina pudotettaviksi koneellesi.