किफायती मिसलिग्न्मेंट-कॉम्पेंसेशन तकनीकें ओवरलोड और समय से पहले गैन्ट्री विफलता को रोकती हैं

गैन्ट्री संरेखण उपकरण

जब पोजिशनिंग-सिस्टम निर्माता एक गैन्ट्री सिस्टम का निर्माण करते हैं, तो वे आम तौर पर असेंबली प्रक्रिया के दौरान विशेष संरेखण उपकरण का उपयोग करते हैं ताकि वे यह सुनिश्चित कर सकें कि वे बल, सटीकता और जीवन विनिर्देशों को पूरा करते हैं।

लेजर इंटरफेरोमीटर का उपयोग अक्सर माइक्रोन और आर्क सेकंड के आदेश पर सटीकता के लिए मशीनों के संरेखण के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, रेनिशाव से एक लेजर इंटरफेरोमीटर गैन्ट्री रेल की सपाटता, सीधे और वर्गता को संरेखित करने में मदद करता है।

अन्य उपकरण, जैसे कि हमार से संरेखण लेजर, चलती स्लाइड पर रखे गए सेंसर के साथ अंतरिक्ष में सटीक संदर्भ विमानों के रूप में घूर्णन लेजर बीम का उपयोग करते हैं। रेल-स्तरीय शिकंजा को समायोजित करना, या रेल के नीचे चमकना, रेल या मंच को वांछित अभिविन्यास में लाता है। उच्च परिशुद्धता के लिए रेल के स्तर को सटीकता स्तर, आकार और एक मशीन के विन्यास के आधार पर दिन या सप्ताह लग सकते हैं।

कम-सटीकता संरेखण आवश्यकताओं के लिए, विभिन्न यांत्रिक घटकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक स्तर, डायल संकेतक, सीधे किनारों और समानांतर बीम शामिल हैं। इन के साथ, तकनीशियन मास्टर रेल को एक सटीक बढ़ते सतह या सीधे किनारे के खिलाफ एक डायल संकेतक के साथ संरेखित करते हैं। एक रेल को इसकी आवश्यक सटीकता के लिए कसने के बाद, एक स्लाइड को निर्देशित किया जाता है, जबकि दूसरी फ्लोटिंग रेल के बोल्ट को कड़ा किया जाता है, एक डायल संकेतक या एक मार्गदर्शक स्लाइड का उपयोग करके।

संरेखण विधि के बावजूद, यह सुनिश्चित करना चाहिए कि अवशिष्ट मिसलिग्न्मेंट मंच रेल पर बलों को नहीं बढ़ाएगा, जिसके परिणामस्वरूप कम जीवन या एक भयावह विफलता हो सकती है।

गैन्ट्री सिस्टम, जिसे कभी -कभी कार्टेशियन रोबोट के रूप में संदर्भित किया जाता है, स्वचालित ट्रांसफर लाइनों के लिए आदर्श पोजिशनिंग सिस्टम हैं। इस प्रकार की विनिर्माण प्रक्रिया में, एक निरंतर या अनुक्रमण कन्वेयर एक गैन्ट्री स्टेशन से दूसरे में भागों को स्थानांतरित करता है। कन्वेयर लाइन के साथ प्रत्येक गैन्ट्री स्टेशन मशीनिंग, ग्लूइंग, असेंबलिंग, इंस्पेक्शन, प्रिंटिंग, या पैकेजिंग जैसे विनिर्माण संचालन को करने के लिए एक भाग के संबंध में एक उपकरण में हेरफेर करता है। ऑटोमेटेड ट्रांसफर लाइनों पर उत्पादों की स्थिति के लिए आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

स्पष्ट रूप से, ट्रांसफर-लाइन ऑपरेशन में प्रत्येक मशीन की विश्वसनीयता डाउनटाइम को कम करने के लिए बहुत अधिक होनी चाहिए, क्योंकि एक मशीन में डाउनटाइम पूरे ट्रांसफर लाइन को एक महंगा स्टॉप पर ला सकता है। इसके अलावा, गंट्रियों में कई महत्वपूर्ण तत्व शामिल हैं, जैसे कि एक नियंत्रक, एम्पलीफायर, मोटर, युग्मन, एक्ट्यूएटर (जैसे कि एक बालक, बेल्ट, या रैखिक मोटर), रेल, स्लाइड, बेस, स्टॉप, एनकोडर और केबल। संपूर्ण गैन्ट्री प्रणाली की विश्वसनीयता सभी घटकों की विश्वसनीयता का सांख्यिकीय योग है।

उच्च प्रणाली की विश्वसनीयता के लिए, प्रत्येक घटक को यह सुनिश्चित करने के लिए आकार दिया जाना चाहिए कि ऑपरेशन के दौरान इसका लोडिंग इसके रेटेड मूल्यों से अधिक नहीं होगी। जबकि प्रत्येक घटक को आकार देना एक सीधा इंजीनियरिंग कार्य हो सकता है, जैसा कि घटक निर्माता द्वारा अनुशंसित है, रैखिक-रेल विफलता मोड कुछ अधिक जटिल हैं। वे अंतरिक्ष में अपने सटीक अभिविन्यास पर लोड-ले जाने की क्षमता, आकार और सटीकता के अलावा निर्भर करते हैं।

दुराचार की समस्याएं

लगभग हर रैखिक-रेल निर्माता इस बात से सहमत है कि मिसलिग्न्मेंट समस्याओं की ओर ले जाता है। सभी कारकों में से जो रैखिक बीयरिंगों की समय से पहले विफलता में योगदान करते हैं, सूची के शीर्ष के पास मिसलिग्न्मेंट रैंक है।

यह वर्गीकृत रेल मिसलिग्न्मेंट विफलताओं को वर्गीकृत करता है:fलाना: रेल की सतह से सामग्री को हटाने;घिसाव: अत्यधिक घर्षण के परिणाम;खरोज: गेंदें रेल को विकृत करती हैं; औरक्षतिग्रस्त भाग: रेल खांचे से गिरने वाले गेंदों के कारण विकृत रेल।

रेल मिसलिग्न्मेंट के सामान्य मूल कारणों में फ्लैटनेस, स्ट्रेटनेस, समानतावाद और रैखिक रेल की कॉपलानिटी की कमी शामिल है। इन कारणों को उचित विधानसभा और संरेखण तकनीकों द्वारा कम या समाप्त किया जा सकता है, जो बदले में, रेल अधिभार को कम करता है। रैखिक-रेल विफलता के अन्य मूल कारणों में अपर्याप्त स्नेहन और विदेशी कणों का अंतर्ग्रहण शामिल है, जिसे उचित सीलिंग और आवधिक स्नेहन के बावजूद कम किया जा सकता है। जबकि महत्वपूर्ण है, वे इस लेख के दायरे से परे हैं।

संरेखण मूल बातें

गैन्ट्री रेल में आम तौर पर बॉल बेयरिंग को पुनरावृत्ति करना शामिल है जो उच्च कठोरता प्रदान करने के लिए अपने चल रहे खांचे में पूर्व-लोड किए जाते हैं। उच्च कठोरता और कम-चलते द्रव्यमान महत्वपूर्ण गैन्ट्री विशेषताएं हैं, क्योंकि वे सबसे कम सिस्टम प्राकृतिक आवृत्ति को परिभाषित करते हैं। उच्च प्राकृतिक आवृत्ति, 150 हर्ट्ज के क्रम पर, उच्च स्थिति बैंडविड्थ के लिए आवश्यक है। 40 हर्ट्ज के आदेश पर उच्च स्थिति बैंडविड्थ, उच्च गतिशील सटीकता के लिए आवश्यक है। उच्च गतिशील सटीकता, जैसे कि कुछ माइक्रोन की स्थिति त्रुटि के साथ निरंतर वेग, या कम बसने का समय, कुछ मिलीसेकंड के आदेश पर एक सबमीक्रॉन सेटलिंग विंडो में, उच्च भाग की गुणवत्ता और उच्च थ्रूपुट के लिए क्रमशः आवश्यक हैं। इन प्रदर्शन विशेषताओं को आमतौर पर पीसीबी निरीक्षण, इंकजेट प्रिंटिंग और लेजर स्क्रिबिंग जैसी प्रक्रियाओं में उच्च त्वरण और चिकनी गति के परस्पर विरोधी प्रभावों के तहत आवश्यक होता है।

उच्च गैन्ट्री कठोरता को सुनिश्चित करने के लिए - 100 एन/माइक्रोन के क्रम पर - बियरिंग को प्रीलोड किया जाता है। हालांकि, माइक्रोन के 10s के क्रम पर दो गैन्ट्री पक्षों के बीच कोई भी गलतफहमी, या तो ऊर्ध्वाधर (सपाटता) या क्षैतिज (सीधे) अभिविन्यास में, नाटकीय रूप से असर भार में वृद्धि कर सकती है। बदले में, रेल में असर वाले खांचे या गहरे इंडेंटेशन से बाहर गिरने वाले गेंदों के कारण भयावह विफलता हो सकती है। छोटे असर विकृति अभी भी असर वाले जीवन को काफी कम कर सकती है।

लंबी यात्रा की लंबाई (1 से 3 मीटर के क्रम पर) पर 10s माइक्रोन सटीकता के साथ रैखिक रेल को संरेखित करने के लिए एक लेजर इंटरफेरोमीटर और विशेष जुड़नार जैसे महंगे उपकरणों की आवश्यकता होती है। ये उपकरण विशिष्ट अंत उपयोगकर्ता या सिस्टम इंटीग्रेटर के लिए आसानी से उपलब्ध नहीं हो सकते हैं। इन उपकरणों के बिना, रेल मिसलिग्न्मेंट कम सिस्टम विश्वसनीयता, उच्च रखरखाव लागत, डाउनटाइम और लघु प्रणाली जीवन का मूल कारण हो सकता है।

सौभाग्य से, विभिन्न क्षेत्र-सिद्ध मिसलिग्न्मेंट मुआवजे के विकल्प हैं जिन्हें व्यापक संरेखण उपकरण की आवश्यकता नहीं हो सकती है, फिर भी रेल मिसलिग्न्मेंट के संभावित कठोर प्रभावों को कम करके उच्च मूल्य प्रदान करते हैं। ये मिसलिग्न्मेंट मुआवजा उपकरण गैन्ट्री फ्रेम के अभिन्न अंग बन जाते हैं और विभिन्न गैन्ट्री रेल माउंटिंग और एक्सिस-ड्राइव कॉन्फ़िगरेशन में ओवरलोड को रोकने के लिए स्वतंत्रता की आवश्यक डिग्री प्रदान करते हैं।

कुपोषण का किनेमेटिक्स

यह समझने के लिए कि एक मिसलिग्न्मेंट कम्पेसाटर कैसे काम करता है, किसी को कम्पेसाटर की गतिज विशेषताओं को अपने गैन्ट्री सिस्टम के हिस्से के रूप में समझना चाहिए। एक उदाहरण के रूप में, 3 डी गैन्ट्री आरेख के साथ चार समर्थन दिखाता है। चरणों के आधार x₁(कनेक्टेड लिंक 10) और एक्स₂(लिंक 1) को पिच, यव में अतिरंजित रूप से गलत तरीके से दिखाया गया है, और एक -दूसरे के साथ -साथ फ्लैट और समानता के संबंध में रोल किया जाता है। बाएं एक्स मान लें₁कैरिज (9) मोटर चालित मास्टर है, और इसमें एक गोलाकार संयुक्त (जे) है जो वाई चरण (4) का समर्थन करता है। विपरीत मोटराइज्ड राइट एक्स₂स्टेज (3) में एक गोलाकार संयुक्त (बी) और एक रैखिक स्लाइड संयुक्त (सी) है जो वाई स्टेज का समर्थन करता है। अन्य एक्स गाड़ियां (7 और 6) आइडलर हैं और एक गोलाकार संयुक्त और एक रैखिक स्लाइड द्वारा वाई चरण का समर्थन भी करती हैं।

फिर स्वतंत्रता की डिग्री की कुल संख्या की गिनती और कुल बाधाओं की कुल संख्या को घटाना, परिणाम स्वतंत्रता की 1 डिग्री है। इसका मतलब यह है कि केवल मास्टर एक्स अक्ष केवल स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकता है और अन्य सभी लिंक का पालन करेंगे। इस मामले में, यदि एक अन्य स्वतंत्र मोटर दूसरे एक्स को चलाता है, तो रेल पर अत्यधिक भार हो सकता है। यह लंबे वाई चरणों के लिए एक अवांछनीय कॉन्फ़िगरेशन है और इसलिए, इंजीनियरों को दूसरे एक्स चरण को पहले एक्स चरण से स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित करने के लिए सुधारात्मक परिवर्तन करने चाहिए।

सिस्टम में स्वतंत्रता की एक और डिग्री जोड़ना, जैसे कि एक्स स्लेव के लिए, का अर्थ है कि जोड़ों में से एक में स्वतंत्रता की एक और डिग्री जोड़ना। इस तरह के कॉन्फ़िगरेशन में एक सामान्य फिक्स एक आइडलर स्लाइड को Z दिशा में स्वतंत्रता की डिग्री देता है, उदाहरण के लिए, गोलाकार जोड़ों के बीच डी और स्लाइड संयुक्त ई के बीच।

परिणाम जोड़ों बी, जे, और मैं में वाई चरण के लिए एक कीनेमेटिक माउंट होगा, बिना किसी बाधा के चरण 4 विमान के 3 डी अभिविन्यास को समायोजित करना। हालांकि, केवल तीन कोने बिंदुओं पर चरण 4 के समर्थन को रोकने के लिए, सामान्य अभ्यास कुछ लोड लेने के लिए संयुक्त डी और स्लाइड ई के बीच Z दिशा में कुछ अनुपालन जोड़ना है। कुछ मामलों में लिंक 4 का लचीलापन पर्याप्त हो सकता है; अन्य मामलों में, एक आज्ञाकारी बेलेविले वॉशर का उपयोग किया जा सकता है।

कम्पेसाटर डिजाइन

एकीकृत मिसलिग्न्मेंट कम्पेसेटर 2 डी गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन के लिए अभिप्रेत हैं। डिजाइन में एक लचीलेपन के आसपास की दो प्लेट शामिल हैं जो वाई दिशा में स्वतंत्रता की एक रैखिक डिग्री प्रदान करती हैं।

आइए दो मिसलिग्न्मेंट-कॉम्पेंसेटर डिजाइनों की समीक्षा करें। एक 3 डी गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन के लिए एक रैखिक स्लाइडर संयुक्त के साथ एक मिश्रित विद्रोह संयुक्त है। दूसरा एक 2 डी गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन के लिए एक रैखिक फ्लेक्सचर संयुक्त के साथ एक एकीकृत रिवॉल्यूट संयुक्त है। 2 डी संस्करण में, मान लें कि गैन्ट्री रेल एक्स₁और एक्स₂कोपलानर हैं।

मिश्रित-संयुक्त डिजाइन।कैन-मैन्युफैक्चरिंग प्रक्रिया में एक गैन्ट्री एप्लिकेशन पर विचार करें। गैन्ट्री दो बेल्ट-चालित चरणों का उपयोग करती है जो चार स्लाइड्स पर एक मजबूत वेल्ड फ्रेम का समर्थन करती है। एक सर्वोमोटर प्रत्येक गैन्ट्री चरण को मास्टर-स्लेव कॉन्फ़िगरेशन में चलाता है। एक बेल्ट प्रत्येक चरण की एक स्लाइड को चलाता है, और दूसरी स्लाइड एक आइडलर है।

अंतिम उपयोगकर्ता द्वारा इकट्ठे किए गए चरणों ने मंच के असर में समय से पहले विफलता का अनुभव किया। दो गैन्ट्री रैखिक चरणों की चार स्लाइड्स में चार रैखिक स्लाइड पर लगाए गए चार आसानी से उपलब्ध मानक गोलाकार जोड़ों को जोड़कर समस्या को ठीक किया गया था। पहले से चर्चा की गई गैन्ट्री के लिए कॉन्फ़िगरेशन का मिलान करने के लिए, एक स्लाइड एक लॉकिंग प्लेट के साथ "ग्राउंडेड" था। रिडिजाइन ने समस्या को पूरी तरह से हल कर दिया।

इस तरह के एक कम्पेसाटर का उपयोग करने का नुकसान, हालांकि, ऊंचाई में पर्याप्त वृद्धि है, जिसे जेड चरण में परिवर्तन की आवश्यकता हो सकती है।

एकीकृत-संयुक्त डिजाइन।एक एकीकृत मिसलिग्न्मेंट कम्पेसाटर का उपयोग 2 डी गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन में किया जा सकता है। डिजाइन में दो प्लेट शामिल हैं। एक प्लेट में गैन्ट्री एक्स स्लाइड के लिए बढ़ते छेद होते हैं और दूसरी प्लेट में क्रॉस-एक्सिस वाई स्टेज के आधार पर बढ़ते छेद होते हैं। केंद्र में एक असर दो प्लेटों को जोड़ता है।

इसके अलावा, एक प्लेट में एक फ्लेक्सचर शामिल है जो वाई दिशा में स्वतंत्रता की एक रैखिक डिग्री प्रदान करता है। सभी जोड़ों के लिए एक ही घटक का उपयोग करने के लिए, दो बोल्टों का उपयोग स्वतंत्रता के लचीले रैखिक डिग्री को "जमीन" करने के लिए किया जा सकता है और दो प्लेटों के बीच गति की केवल घूर्णी स्वतंत्रता को बनाए रखा जा सकता है। फ्लेक्सचर को थकान सीमा के नीचे अधिकतम विक्षेपण पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

अंत में, 2 डी गैन्ट्री कॉन्फ़िगरेशन के मामले में, वाई अक्ष के बारे में एक झुकने के क्षण में फ्लेक्सचर को लोड करने से, चार रिटेनिंग बोल्ट पल लोड को लेते हैं।

इस डिज़ाइन के फायदों में 15 मिनट से कम समय में एकीकृत घटक, कम प्रोफ़ाइल, कॉम्पैक्ट आकार और असेंबली में मौजूदा गैन्ट्री चरणों में आसानी शामिल हैं।