Lineaaristen liikejärjestelmien suunnitteluajan vähentäminen

3 akselikartesialainen porttijärjestelmä

Suunnitteluaikaa voidaan lyhentää samalla kun varmistetaan kestävyys ja korkea suorituskyky.

Kaappaa niin suuri osa asiaankuuluvista sovellustiedoista kuin mahdollista alussa, jotta vältetään palaamisen ja toistamisen, ellei koko suunnitteluprosessi. Ole varovainen ja valmistaudu laajuuden muutokseen. Käytä teoreettisia laskelmia ja analyysejä parhaiden alkuperäisten mallien määrittämiseen ja vertaa niitä sitten todellisten laitteiden avainsuorituskykyominaisuuksien testimittauksiin. Vahvista penkkitestitulokset suorittamalla syklitestit todellisissa kenttäolosuhteissa.

Vaatimusten tunnistaminen

Lähes jokaisessa suunnitteluprosessissa ensimmäinen ja erittäin kriittinen vaihe on sovellusvaatimusten tunnistaminen. Jokaisella tuotteella voi olla ainutlaatuinen kriteerit, jotka vaikuttavat sen suorituskykyyn. Tarkistusluettelon käyttö auttaa varmistamaan parametrien huomioon ottamisen, jotka muuten voidaan jättää huomiotta.

Avainsovellustiedot näytteen tarkistusluettelossa voivat sisältää:

• Kuorma/nopeus (dynaaminen ja staattinen)
• Jännite: 12, 24, 36, 48 VDC, 110, 220, VAC
• Kuormitussuunta
• aivohalvauksen pituus
• Elämä-/työsykli
• Ympäristö
• Vahtimiehen suojaus: Kytkin? Rajakytkimet?
• Kuinka toimilaite hallitaan?
• Palaute
• UL, CSA, CE
• Muu: Ota yhteyttä toimilaitteen sovellusinsinööriisi saadaksesi lisäsuunnitteluun.

Oikean palloruuvin kokoonpanon valinta tietylle sovellukselle voi vaatia iteratiivista prosessia pienimmän kirjekuoren ja kustannustehokkaimman ratkaisun määrittämiseksi. Suunnittelukuormitusta, lineaarista nopeutta ja paikannustarkkuusvaatimuksia käytetään sopivan kuulakorviruuvien kokoonpanon halkaisijan, lyijyn ja kuormakapasiteetin laskemiseen. Yksittäiset palloruuvikomponentit voidaan sitten valita elämän, mittasuhteiden, asennuskokoonpanon ja ympäristöolosuhteiden perusteella.

Hyvä aloittaminen on määrittelemällä kuorman suunta ja suuruus. Järjestelmän suunta voi olla erittäin tärkeä. Vaakasuuntaisella suuntauksella aseman kuormitus on yhtä suuri kuin hyötykuorman paino, kertaa kitkakerroin. Pystysuuntaisella suuntauksella käyttökuorma on yhtä suuri kuin paino. Lineaarisiin laakereihin ja opasiin vaikuttavat kuormat voivat olla pystysuoria kuormia, vaakakuormia tai sävelkorkeutta, rullaa tai kääntömomenttikuormia tai mitä tahansa niiden yhdistelmää. Kuormat voivat myös vaihdella niiden suuruudessa ja suunnassa.

Tuloksena olevat kuormitusvektorit kussakin laakerissa on määritettävä niiden erilaisten kuormitusvektoreiden oikeasta yhdistelmästä, joihin lineaarinen laakerijärjestelmä altistetaan, koska elinajanodotetta ei voida arvioida vain järjestelmän kokonaiskuormitusvektoreiden perusteella. Kuormaa, johon jokaiselle lineaariselle laakerille on altistettu, kutsutaan vastaavaksi kuormitukseksi annetulle laakerille. Järjestelmä on sitten mitoitettu voimakkaimmin kuormitetun laakerin mitoituksen perusteella. Lisätietoja vastaavan kuorman laskentamenetelmistä on lineaarinen laakeri- ja ohjaustoimittajien luettelo.

Esimerkiksi palloruuvikokoonpanon tarkoituksena on kuljettaa aksiaalikuormitukset kääntäen pyörimisliikkeen aksiaaliliikkeeseen. Kuularuuvin kykyä vastustaa taipumista puristuskuormilla kutsutaan sen pylvään voimakkuutta. Ruuvissa on aksiaalikuormitus, joka on käytännössä yhtä suuret ja vastapäätä pallomutterille - sen täydentävää osaa - ja siihen liittyy suunnittelugeometriat, jotka on liitetty moottorin vääntömomenttiin. Pylväsvoimakkuus on yleensä rajoittava suunnitteluparametri, koska pidempien pituuksien se voi olla paljon pienempi kuin materiaalin todellinen puristuslujuus. Koska vapaan pituuden ja halkaisijan suhde liittyy läheisesti pylvään taalkuun, seuraa, että tietyn halkaisijan kohdalla kuulakorveen aksiaalikuormitus on riippuvainen sen vapaasta pituudesta.

Lineaarisen liikejärjestelmän käyttöikä voidaan ennustaa sen toimintaprofiilin perusteella; Yksinkertaisesti, kuinka monta tuntia päivässä, päivät viikossa ja viikkoja vuodessa, palloruuvi ajetaan. Monimutkaisempiin sovelluksiin tai hienostuneemmille elämän ennustamiselle on rakennettava yksityiskohtainen, kattava liikeprofiili, joka hajottaa liikkeet pohjimmiltaan suoriin segmentteihin. Jokainen liikeprofiilin segmentti vaatisi tietoja segmentin alussa ja lopussa olevasta nopeudesta, segmentin ajan kesto ja vääntömomentti segmentin aikana.

Määritä sovelluksen vaativa paikannus- ja toistettavuus. Esimerkiksi tuumapalloruuvit tuotetaan tyypillisesti kahdessa asteessa - tarkkuus ja tarkkuus plus. Tarkkuusluokan palloruuveja käytettäisiin sovelluksissa, jotka vaativat suhteellisen karkeaa liikettä tai käyttäviä lineaarista palautetta sijaintipaikkaan. Tarkkuus plus luokan kuuluruuveja käytettäisiin, kun toistettavissa oleva sijainti mikronissa on kriittistä, eikä lineaarista palautelaitetta käytetä. Vaikka tarkkuusluokan ruuveilla on suurempi kumulatiivinen variaatio ruuvin hyödyllisen pituuden yli, tarkkuus plus luokan ruuvit rajoittavat lyijyvirheen kertymistä, mikä tarjoaa tarkemman sijainnin ruuvin koko hyödyllisen pituuden aikana.

Mitoitus ja valinta

Lineaaristen liikejärjestelmien toimittajien tarjoamat kaaviot voivat olla aikaa säästävä pikakuvake lineaaristen liikejärjestelmien oikealle mitoitukselle ja valinnasta. Käytämme esimerkkinä kolmen akselin hitsausryhmäsovellusta osoittaaksemme, kuinka valinta- ja kokopalloruuvit voidaan valinnut ja koot katalog kaavoilla (kuva 2). Kuuliruuvi kulkee koko X-akselin pituuden ja sitä tuetaan kumpaankin päässä laakerin tukia. Yksinkertaisuuden vuoksi määrittelemme mutterin kiinnitys laipatuksi, materiaali kevytteräksi, kierteisen suunta oikeana ja tuotesarjana metrisena. Järjestelmän suunta tässä sovelluksessa on vaakasuora, ruuvivetoinen suunnittelu ja X-akselin pituus on 6 metriä. Se käyttää kiinteitä päitä termisesti vakaalla laippamäärällä.

Kuorma, joka on 2 668,9 Newtonia (600 lbs.) Kuljetuskiskoilla. Matkapituus on 4,5 m (177,165 ″) ja tukemattoman pituus on 5,818 metriä (229,055 ″). Vaadittu nopeus on 0,1 metriä sekunnissa (3,927 tuumaa/sekuntia), ja tarvitaan kiihtyvyys ± 2,5 m/s2 (98,4 in/s2). Vuosykli on 8 tuntia päivässä, 5 päivää viikossa ja 50 viikkoa vuodessa keskimäärin 10 sykliä tunnissa. Elämävaatimus on 20 vuotta palloruuville ja 5 vuotta komponentteille. Lisävaatimus on, että askelmoottoria käytetään sähkötekniikan osaston suosimisen vuoksi.

Seuraavaksi valitsemme X-akselin lineaariset laakerit. Tämän sovelluksen ensisijaiset vaatimukset ovat korkea kuormituskapasiteetti ja suuri jäykkyys. Sovelluksen matkapituus on suhteellisen pitkä 5,500 metriä (18 jalkaa); Kuitenkin 6 metrin pituisten ruuvien saatavuus eliminoi kuitenkin takapuolen liittymisen tarpeen. Matala ylläpito on tärkeä vaatimus tästä sovelluksesta. Tuloksena oli 500 -sarjan palloprofiilikiskojen lineaaristen oppaiden valinta.

Tällä valinnalla palloruuvien kuorma voidaan laskea. Tämän kuormituksen perusteella NEFF KGF-D Ball -mutteri valitaan lähtökohtana. Tässä pallomutterissa on kiinteä laippa, kiinteä pyyhin ja DIN 69051 -asennus. Palloruuvin tarkkuus on ± 50 μm/300 mm tarkkuus.

Seuraavaksi elinajanodotevaatimus tarkistetaan. Elämä on tyypillisesti luokiteltu L10: ssä, mikä edustaa aikaa, jonka jälkeen 90% palloruuvista toimii edelleen. Tässä hakemuksessa elinajanodote on 1 035 752,6 vuotta. Syynä siihen, että elämä on niin korkea, on se, että valitsimme palloruuvin, joka perustuu kriittiseen nopeuteen kuin elämään.

Ehdotetun suunnittelun testaaminen

Kun olet valinnut suunnittelusi laskelmien perusteella, sinun on testattava varmistaaksesi, että tilasi ovat oikeat. Testaus on suunniteltu validoimaan, että ehdotettu tosiasiallisesti toimitettiin, ja ellei niin ollut, ohjaamaan tarvittavia korjaavia toimia. Validointitestaus tulisi suunnitella vastaamaan kysymyksiin, kuten:

• Täyttääkö lopputuote suunnittelumääritelmän?
• Onko suorituskyky johdonmukainen kokeellisten rajojen sisällä teoreettisten laskelmien kanssa, ja jos ei, kuinka paljon se vaihtelee ja miksi?
• Tarjoaako tuote vaaditun luotettavuuden tason?
• Mitkä ovat tuotteen mahdolliset tilat ja vikapisteet?
• Kuinka nykyisessä ratkaisussa verrataan vaihtoehtoja?

Suurten järjestelmien ja koneiden kohdalla voit aloittaa komponenttien testaamisella ennen siirtymistä alakokoonpanojen penkkien testaukseen ja lopuksi lopuksi koko kokoonpanon testaamiseen. Jokaisessa testausvaiheessa testitulokset tulisi tarkistaa ja verrata teoreettisiin laskelmiin varmistaaksesi, että suunnittelu on oikealla tiellä tai harkita kohtuullisia parannusmahdollisuuksia. Testauksen tarkoituksena on paljastaa, mitä olemme voineet unohtaa laskelmissamme ja mallinnuksessa.

Konfiguroitu lineaarinen liikejärjestelmä

On myös tärkeää, että prosessin kautta on pohdittava, voisiko olla järkevämpää ostaa määritetty lineaarinen liikejärjestelmä sen sijaan, että suunnitellaan ja koota omat. Tässä tapauksessa toimitat sovelluksen vaatimukset lineaariseen liike -integraattoriin, kuten asennuskokoonpanoon, paikannusvaatimuksiin, ympäristöolosuhteisiin, lastausolosuhteisiin, siirtovaatimuksiin ja mahdolliset erityiset näkökohdat. Integraattori hyödyntäisi sitten tyypillisesti verkkopohjaista mitoitus- ja valintajärjestelmää mukautetun lineaarisen liikejärjestelmän suunnitteluun ja määrittämiseen tulon perusteella. Integraattori voi usein tarjota ehdotetun suunnittelun tarjouksen ja CAD -tiedoston 24 tunnin sisällä pyynnöstäsi. Tällaisen järjestelmän kustannukset ovat pienemmät kuin yksittäisten komponenttien kustannukset, useimmissa tapauksissa.

Tämä lähestymistapa voi tyypillisesti vähentää suunnitteluaikaa ja kokoonpanokustannuksia vähintään 90% ja voi usein säästää materiaalikustannuksia 20–30%. Tärkeintä vähentämällä lineaaristen liikejärjestelmien suunnitteluun kulutettua aikaa insinöörisi viettävät vähemmän aikaa työskentelemällä ydinosaamisen ulkopuolella sijaitsevalla alueella ja keskittyen enemmän siihen, mitä he tekevät parhaiten - järjestelmän kokonaisintegraation yleinen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kaikki hyödylliset resurssit voidaan säästää suunnitteluaikaa. Älä unohda lineaaristen liiketoimittajien kykyä tarjota konfiguroituja lineaarisia liikekokoonpanoja, jotka voivat auttaa sinua vähentämään suunnittelu- ja kokoonpanokustannuksia. Arvioi komponenttien hankintavaihtoehdot verrattuna moduuleihin verrattuna täydellisiin järjestelmiin niiden vaikutuksen suhteen suunnitteluun ja kokoonpanoon. Käytä eduksi, kaikki käytettävissä olevat suunnittelutyökalut, kuten kaaviot, kaavat, online -valintajärjestelmät ja 3D -mallit. Lopuksi, kiinnitä tekninen tuki hyödyntääkseen heidän tuotetunnettaan standardi-, modifioidussa standardissa ja erikoisratkaisuissa. Varmista, että myyjällä on suunnittelun tarkistus-/testaus-/analysointitiedot takamerkkivaatimuksiin ja suunnitteluasentoihin. Tämä lähestymistapa voi vähentää suunnitteluaikaa minimiin varmistaen samalla, että lineaariset liikejärjestelmät täyttävät suorituskyky- ja kestävyysvaatimukset.

Viestin aika: Maaliskuu 28-2022

Edellinen: Mikä on vääntömomentin aaltoilu ja miten se vaikuttaa lineaaristen liikkeen sovelluksiin?

Seuraava: Mikä on lineaarisen liikkeen suunnittelu?

Kuinka voimme auttaa?

Sähköposti addrss

Puhelin

Suunnitteluaikaa voidaan lyhentää samalla kun varmistetaan kestävyys ja korkea suorituskyky.