Structure, composants, câblage électronique, maintenabilité.

Le rassemblement mécanique, électrique, de programmation et de contrôle de l'ingénierie n'est pas sans effort. Mais l'intégration des avancées technologiques et se concentrer sur ces cinq domaines peut simplifier le processus et s'assurer que la mécatronique est facilitée.

Les cycles de développement de produits au rythme rapide d'aujourd'hui et les progrès rapides de la technologie ont poussé la nécessité d'une plus grande ingénierie interdisciplinée. Une fois que l'ingénieur en mécanique pourrait se concentrer uniquement sur le matériel, l'ingénieur électricien sur le câblage et les circuits imprimés, et l'ingénieur de contrôle sur le logiciel et la programmation algorithmique, le domaine de la mécatronique rassemble ces zones en créant une focalisation pour une solution de mouvement complète. Les progrès et l'intégration des trois domaines ensemble, rationalisent la conception des mécatroniques.

C'est cette simplification qui stimule les progrès de la robotique et des systèmes cartésiens multi-axes pour les utilisations industrielles et la fabrication, l'automatisation des marchés de consommation dans les kiosques et les systèmes de livraison, ainsi que l'acceptation rapide des imprimantes 3D dans la culture grand public.

Voici cinq facteurs clés qui, lorsqu'ils sont assemblés, entraînent une conception mécatronique plus facile.

1. Guides et structures linéaires intégrées

Dans la conception de la machine, les assemblages de roulements et de roulements linéaires existent depuis si longtemps, que souvent la mécanique d'un système de mouvement est traitée après coup. Les progrès des matériaux, de la conception, des caractéristiques et des méthodes de fabrication, cependant, la méritent de considérer de nouvelles options

Par exemple, l'alignement pré-conçu intégré dans les rails parallèles pendant le processus de fabrication signifie moins de coûts en raison de moins de composants, d'une plus grande précision et de moins de variables en jeu sur la longueur d'un rail. Ces rails parallèles améliorent également l'installation car plusieurs attaches et alignement manuel sont éliminés.

Dans le passé, c'était presque une garantie que quel que soit le système de guide linéaire sélectionné par ingénieur, ils devraient également envisager des plaques de montage, des rails de support ou d'autres structures pour la rigidité nécessaire. Les composants plus récents intègrent les structures de support dans le rail linéaire lui-même. Ce passage de la conception des composants individuels aux conceptions montées en une seule pièce ou aux sous-ensembles intégrés réduit le nombre de composants, tout en réduisant le coût et la main-d'œuvre.

2. Composants de transmission de puissance

La sélection du mécanisme d'entraînement droit ou des composants de transmission de puissance est également un facteur. Le processus de sélection, qui consiste à équilibrer la bonne vitesse, le couple et les performances de précision avec le moteur et l'électronique, commence par comprendre les résultats que chaque type de lecteur peut produire.

Tout comme la transmission dans une voiture fonctionnant en quatrième vitesse, la courroie entraîne des applications où les vitesses de pointe sur des traits de longueur prolongée sont nécessaires. À l'extrémité opposée du spectre de performance se trouvent des vis de balle et de plomb qui ressemblent plus à une voiture avec un puissant premier et deuxième vitesse réactive. Ils offrent un bon couple tout en excellant à des départs rapides, des arrêts et un changement de direction. Le graphique montre les différences entre la vitesse des ceintures et le couple des vis.

Semblable aux avancées ferroviaires linéaires, l'alignement pré-ingéré est un autre domaine où la conception de la vis du plomb a progressé pour fournir une plus grande répétabilité dans les applications dynamiques. Lorsque vous utilisez un coupleur, faites attention au moteur et à l'alignement des vis pour éliminer la «vacillement» qui réduit la précision et la durée de vie. Dans certains cas, le coupleur peut être complètement éliminé et la vis apposée directement sur le moteur, fusionnant directement le mécanique et l'électricité, éliminant les composants, augmentant la rigidité et la précision, tout en réduisant les coûts.

3. Électronique et câblage

Les configurations conventionnelles pour les applications électroniques de contrôle de mouvement incluent des dispositions de câblage complexes, ainsi que les armoires et le matériel de montage pour assembler et héberger tous les composants. Le résultat est souvent un système qui n'est pas optimisé tout en étant difficile à régler et à maintenir.

Les technologies émergentes offrent des avantages système en plaçant le pilote, le contrôleur et l'amplificateur directement sur un moteur «intelligent». Non seulement l'espace nécessaire pour abriter les composants supplémentaires est éliminé, mais le nombre global de composants est coupé et le nombre de connecteurs et de câblage est simplifié, réduisant le potentiel d'erreur tout en économisant le coût et la main-d'œuvre.

4. Conçu pour la fabrication (DFM)

• suppression

En plus d'un assemblage ferroviaire plus facile de conceptions intégrées, d'expérience et de technologies émergentes telles que l'impression 3D augmente votre capacité à créer des assemblages mécatroniques et robotiques prototypes aux normes DFM. Par exemple, les supports de connecteurs personnalisés pour les systèmes de mouvement ont souvent été coûteux et prennent du temps à traiter via une salle d'outils ou une boutique de fabrication. Aujourd'hui, l'impression 3D vous permet de créer un modèle CAO, de l'envoyer à l'imprimante 3D et de faire une partie utilisable dans une fraction du temps et à une fraction du coût.

• Connectorisation

Un autre domaine de DFM qui a déjà été couvert est l'utilisation de moteurs intelligents qui mettent l'électronique directement sur le moteur, ce qui facilite l'assemblage. En plus de cela, les technologies plus récentes qui intègrent les connecteurs, le câblage et la gestion des câbles dans un seul package, simplifient l'assemblage et éliminent le besoin de transporteurs de câbles traditionnels, lourds et plastiques.

5. Maintenabilité à long terme

Les nouvelles technologies et les progrès de la conception affectent non seulement la fabrication initiale, mais peuvent également influencer la maintenabilité continue d'un système. Par exemple, le déplacement du contrôleur et du lecteur à bord du moteur simplifie tout dépannage qui peut être nécessaire. L'accès au moteur et à l'électronique est épuré et simple. De plus, de nombreux systèmes peuvent désormais être en réseau permettant à l'accès depuis pratiquement n'importe quel emplacement pour effectuer des diagnostics à distance.