संरचना, घटक, इलेक्ट्रॉनिक्स वायरिंग, रखरखाव।

मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल, प्रोग्रामिंग और कंट्रोल इंजीनियरिंग को एक साथ लाना आसान नहीं है। लेकिन प्रौद्योगिकी प्रगति को एकीकृत करके और इन पांच क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करके, प्रक्रिया को सरल बनाया जा सकता है और यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि मेक्ट्रोनिक्स को आसान बनाया जाए।

आज के तेज़ गति वाले उत्पाद विकास चक्र और प्रौद्योगिकी में तेज़ी से हो रही प्रगति ने अधिक अंतर-अनुशासनात्मक इंजीनियरिंग की आवश्यकता को बढ़ा दिया है। जहाँ एक समय मैकेनिकल इंजीनियर सिर्फ़ हार्डवेयर पर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियर वायरिंग और सर्किट बोर्ड पर और कंट्रोल इंजीनियर सॉफ़्टवेयर और एल्गोरिथम प्रोग्रामिंग पर ध्यान केंद्रित कर सकता था, वहीं मेक्ट्रोनिक्स का क्षेत्र इन क्षेत्रों को एक साथ लाता है और एक संपूर्ण गति समाधान के लिए फ़ोकस बनाता है। तीनों क्षेत्रों में प्रगति और उनका एक साथ एकीकरण, मेक्ट्रोनिक्स डिज़ाइन को सुव्यवस्थित करता है।

यह सरलीकरण ही है जो औद्योगिक उपयोगों और विनिर्माण के लिए रोबोटिक्स और बहु-अक्षीय कार्टेशियन प्रणालियों में प्रगति, कियोस्क और वितरण प्रणालियों में उपभोक्ता बाजारों के लिए स्वचालन, तथा मुख्यधारा की संस्कृति में 3D प्रिंटरों की तीव्र स्वीकृति को प्रेरित कर रहा है।

यहां पांच प्रमुख कारक दिए गए हैं, जिन्हें एक साथ रखने पर मेक्ट्रोनिक्स डिजाइन आसान हो जाता है।

1. एकीकृत रैखिक गाइड और संरचना

मशीन डिज़ाइन में, बियरिंग और लीनियर गाइड असेंबली इतने लंबे समय से मौजूद हैं कि अक्सर मोशन सिस्टम के मैकेनिक्स को बाद में सोचा जाने वाला काम माना जाता है। हालाँकि, सामग्री, डिज़ाइन, सुविधाओं और निर्माण विधियों में प्रगति ने नए विकल्पों पर विचार करना सार्थक बना दिया है

उदाहरण के लिए, विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान समानांतर रेल में निर्मित पूर्व-इंजीनियर संरेखण का अर्थ है कम लागत क्योंकि इसमें कम घटक, अधिक सटीकता और रेल की लंबाई पर कम चर शामिल होते हैं। ऐसी समानांतर रेल स्थापना में भी सुधार करती है क्योंकि कई फास्टनरों और मैनुअल संरेखण को समाप्त कर दिया जाता है।

अतीत में यह लगभग निश्चित था कि कोई भी इंजीनियर जो भी रैखिक गाइड सिस्टम चुनेगा, उसे आवश्यक कठोरता के लिए माउंटिंग प्लेट, सपोर्ट रेल या अन्य संरचनाओं पर भी विचार करना होगा। नए घटक रैखिक रेल में ही सपोर्ट संरचनाओं को एकीकृत करते हैं। व्यक्तिगत घटक डिज़ाइन से इंजीनियर्ड वन-पीस डिज़ाइन या एकीकृत उप-असेंबली में यह बदलाव घटकों की संख्या को कम करता है, साथ ही लागत और श्रम में भी कटौती करता है।

2. पावर ट्रांसमिशन घटक

सही ड्राइव मैकेनिज्म या पावर ट्रांसमिशन घटकों का चयन करना भी एक कारक है। चयन प्रक्रिया, जिसमें मोटर और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ सही गति, टॉर्क और सटीक प्रदर्शन को संतुलित करना शामिल है, यह समझने से शुरू होती है कि प्रत्येक प्रकार की ड्राइव क्या परिणाम दे सकती है।

चौथे गियर में चलने वाली कार में ट्रांसमिशन की तरह, बेल्ट ड्राइव उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहाँ विस्तारित लंबाई के स्ट्रोक पर शीर्ष गति की आवश्यकता होती है। प्रदर्शन स्पेक्ट्रम के विपरीत छोर पर बॉल और लीड स्क्रू हैं जो एक शक्तिशाली उत्तरदायी पहले और दूसरे गियर वाली कार की तरह हैं। वे त्वरित शुरुआत, रुकने और दिशा बदलने में उत्कृष्टता के साथ अच्छा टॉर्क प्रदान करते हैं। चार्ट बेल्ट की गति और स्क्रू के टॉर्क के बीच अंतर दिखाता है।

रैखिक रेल अग्रिमों के समान, पूर्व-इंजीनियर संरेखण एक और क्षेत्र है जहाँ लीड स्क्रू डिज़ाइन गतिशील अनुप्रयोगों में अधिक दोहराव प्रदान करने के लिए उन्नत हुआ है। कपलर का उपयोग करते समय, मोटर और स्क्रू संरेखण पर ध्यान दें ताकि "डगमगाहट" को खत्म किया जा सके जो सटीकता और जीवन को कम करता है। कुछ मामलों में, कपलर को पूरी तरह से हटाया जा सकता है और स्क्रू को सीधे मोटर पर चिपकाया जा सकता है, जिससे यांत्रिक और विद्युत सीधे मिल जाते हैं, घटकों को खत्म किया जा सकता है, कठोरता और सटीकता को बढ़ाया जा सकता है, जबकि लागत में कटौती की जा सकती है।

3. इलेक्ट्रॉनिक्स और वायरिंग

गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पारंपरिक विन्यास में जटिल वायरिंग व्यवस्था, साथ ही सभी घटकों को इकट्ठा करने और रखने के लिए कैबिनेट और माउंटिंग हार्डवेयर शामिल हैं। परिणाम अक्सर एक ऐसी प्रणाली होती है जो अनुकूलित नहीं होती है और इसे समायोजित करना और बनाए रखना मुश्किल होता है।

उभरती हुई तकनीकें ड्राइवर, कंट्रोलर और एम्पलीफायर को सीधे "स्मार्ट" मोटर पर रखकर सिस्टम के फायदे प्रदान करती हैं। न केवल अतिरिक्त घटकों को रखने के लिए आवश्यक स्थान समाप्त हो जाता है, बल्कि समग्र घटक संख्या कम हो जाती है और कनेक्टर्स और वायरिंग की संख्या सरल हो जाती है, जिससे लागत और श्रम की बचत करते हुए त्रुटि की संभावना कम हो जाती है।

4. विनिर्माण के लिए डिज़ाइन किया गया (डीएफएम)

• ब्रैकेटाइजेशन

एकीकृत डिजाइनों की आसान रेल असेंबली के साथ-साथ, अनुभव और 3D प्रिंटिंग जैसी उभरती हुई तकनीकें DFM मानकों के अनुसार प्रोटोटाइप मेक्ट्रोनिक और रोबोटिक असेंबली बनाने की आपकी क्षमता को बढ़ाती हैं। उदाहरण के लिए, मोशन सिस्टम के लिए कस्टम कनेक्टर ब्रैकेट अक्सर टूल रूम या फैब्रिकेशन शॉप के माध्यम से प्रोसेस करने के लिए महंगे और समय लेने वाले होते हैं। आज, 3D प्रिंटिंग आपको एक CAD मॉडल बनाने, उसे 3D प्रिंटर पर भेजने और थोड़े समय और थोड़े से खर्च में उपयोग करने योग्य मॉडल पार्ट बनाने की सुविधा देती है।

• संयोजकता

डीएफएम का एक और क्षेत्र जो पहले ही कवर किया जा चुका है, वह है स्मार्ट मोटर का उपयोग जो इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे मोटर पर रखता है, जिससे असेंबली आसान हो जाती है। इसके अलावा, नई तकनीकें जो कनेक्टर, केबलिंग और केबल प्रबंधन को एक पैकेज में एकीकृत करती हैं, असेंबली को सरल बनाती हैं और पारंपरिक, भारी, प्लास्टिक चेन प्रकार के केबल वाहक की आवश्यकता को समाप्त करती हैं।

5. दीर्घकालिक रखरखाव

नई तकनीकें और डिज़ाइन में प्रगति न केवल अप-फ्रंट मैन्युफैक्चरेबिलिटी को प्रभावित करती हैं, बल्कि सिस्टम की चल रही रखरखाव को भी प्रभावित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, कंट्रोलर और ड्राइव को मोटर पर ले जाने से किसी भी समस्या निवारण को सरल बनाया जा सकता है जिसकी आवश्यकता हो सकती है। मोटर और इलेक्ट्रॉनिक्स तक पहुँच सरल और सीधी है। इसके अतिरिक्त, अब कई सिस्टम को नेटवर्क किया जा सकता है जिससे रिमोट डायग्नोस्टिक्स करने के लिए लगभग किसी भी स्थान से पहुँच की अनुमति मिलती है।