מבנה, רכיבים, חיווט אלקטרוניקה, תחזוקה.

איחוד הנדסת מכונות, חשמל, תכנות ובקרה אינה מאמץ. אך שילוב התקדמות טכנולוגית והתמקדות בחמשת התחומים הללו, יכולה לפשט את התהליך ולהבטיח כי מכטרוניקה הופכת לקלה.

מחזורי פיתוח המוצרים המהירים בקצב המהיר וההתקדמות המהירה בטכנולוגיה דחפו את הצורך בהנדסה משולבת יותר. כאשר ברגע שהמהנדס המכני יכול היה להתרכז אך ורק בחומרה, מהנדס החשמל בלוחות החיווט והמעגלים, ומהנדס הבקרה בתוכנה ותכנות אלגוריתמית, תחום המכטרוניקה מפגיש אזורים אלה ויוצר מיקוד לפיתרון תנועה מלא. התקדמות ושילוב של שלושת השדות יחד, מייעלים את עיצוב מכטרוניקה.

הפשט הזה הוא שמניע את ההתקדמות ברובוטיקה ומערכות קרטזיות רב-ציר לשימושים תעשייתיים וייצור, אוטומציה לשווקי צרכנים בקיוסקים ומערכות משלוח, יחד עם הסכמה מהירה של מדפסות תלת מימד לתרבות הזרם המרכזי.

להלן חמישה גורמים עיקריים שכאשר הם מרכיבים, גורמים לעיצוב מכטרוניקה קל יותר.

1. מדריכים ומבנה ליניאריים משולבים

בתכנון מכונות, מכלולי מדריך נושאים ומיכסי ליניאריים קיימים כל כך הרבה זמן, שלעתים קרובות מתייחסים למכניקה של מערכת תנועה כאל מחשבה שלאחר מכן. התקדמות בחומרים, עיצוב, תכונות ושיטות ייצור, עם זאת, הופכות את כדאיות לשקול אפשרויות חדשות

לדוגמה, יישור מהונדס מראש המובנה במסילות מקבילות בתהליך הייצור פירושו פחות עלות בגלל פחות רכיבים, דיוק רב יותר ופחות משתנים במשחק על אורך המעקה. מסילות מקבילות כאלה משפרות גם את ההתקנה מכיוון שמספרות מרובות מחברים ויישור ידני מבוטלים.

בעבר זו הייתה כמעט ערובה לכך שכל מערכת מדריך ליניארית שבחר מהנדס, הם יצטרכו לשקול גם צלחות הרכבה, מסילות תמיכה או מבנים אחרים לקשיחות הדרושה. רכיבים חדשים יותר משלבים מבני תמיכה במעקה הליניארי עצמה. מעבר זה מתכנון רכיבים בודד לעיצובים מהונדסים של מקשה אחת או מכלי משנה משולבים מפחית את מספר הרכיבים, תוך קיצוץ על עלות ועבודה.

2. רכיבי העברת חשמל

בחירת מנגנון הכונן הנכון או רכיבי העברת הכוח היא גם גורם. תהליך הבחירה, הכולל איזון בין המהירות, המומנט וביצועי הדיוק הנכונים עם המנוע והאלקטרוניקה, מתחיל להבין אילו תוצאות כל סוג של כונן יכול לייצר.

בדומה לתיבת הילוכים במכונית הפועלת בהילוך רביעי, חגורה מניעה יישומי חליפה שבהם נדרשים מהירויות עליונות מעל משיכות אורך מורחבות. בקצה ההפוך של ספקטרום הביצועים נמצאים ברגי כדור ועופרת הדומים יותר למכונית עם הילוך ראשון ושני עוצמתי. הם מציעים מומנט טוב תוך כדי הצטיינות בהתחלות מהירות, עצירות ושינוי כיוון. התרשים מראה את ההבדלים בין מהירות החגורות למומנט הברגים.

בדומה להתקדמות הרכבות הליניאריות, יישור מהונדס מראש הוא תחום נוסף בו התקדמה תכנון בורג עופרת כדי לספק יכולת חוזרת גבוהה יותר ביישומים דינמיים. בעת השימוש במצמד, שימו לב למנוע וליישור הברגים כדי לחסל "מתנודד" המפחית את הדיוק והחיים. במקרים מסוימים ניתן לבטל את המצמד לחלוטין ולהדביק ישירות למנוע, וממזג ישירות את הרכיבים המכניים והחשמליים, ומבטל את הרכיבים, הגברת הנוקשות והדיוק, תוך קיצוץ עלות.

3. אלקטרוניקה וחיווט

תצורות קונבנציונאליות ליישומי בקרת אלקטרוניקה בבקרת תנועה כוללות סידורי חיווט מורכבים, יחד עם הארונות וחומרת ההרכבה להרכבה ולאכלס את כל הרכיבים. התוצאה היא לרוב מערכת שאינה מותאמת יחד עם קשה להתאמה ולשמור.

טכנולוגיות מתפתחות מציעות יתרונות מערכתיים על ידי הצבת הנהג, הבקר והמגבר ישירות על מנוע "חכם". לא רק שהמרחב הדרוש בכדי לאכלס את הרכיבים הנוספים שבוטלו, אלא שספירת הרכיבים הכוללת גוזמת ומספר המחברים והחיווט מפושטים, ומפחיתים את הפוטנציאל לטעות תוך חיסכון בעלות ועבודה.

4. מיועד לייצור (DFM)

• סוגר

יחד עם הרכבה קלה יותר של רכבות של עיצובים משולבים, ניסיון וטכנולוגיות מתפתחות כמו הדפסת תלת מימד מגדילים את היכולת שלך ליצור מכלולים מכטרוניים ורובוטיים של אב -טיפוס לתקני DFM. לדוגמה, סוגריים מחברים מותאמים אישית למערכות תנועה היו לעתים קרובות יקרות ולזמן לעיבוד דרך חדר כלים או חנות ייצור. כיום הדפסת תלת מימד מאפשרת לך ליצור דגם CAD, לשלוח אותו למדפסת התלת מימד ולהיות חלק מודל שמיש בשבריר מהזמן ובשבריר העלות.

• מחבר

תחום נוסף של DFM שכבר כיסה הוא השימוש במנועים חכמים שמניחים את האלקטרוניקה ישירות על המנוע, מה שמקל על ההרכבה. בנוסף לכל אלה, טכנולוגיות חדשות יותר המשלבות מחברים, כבלים וניהול כבלים בחבילה אחת, מפשטות את ההרכבה ומבטלות את הצורך בספק כבלים מסורתיים, כבדים, מסוג פלסטיק.

5. תחזוקה ארוכת טווח

טכנולוגיות והתקדמות חדשות יותר בתכנון לא רק משפיעות על הייצור הקדמי, אלא יכולות גם להשפיע על התחזוקה המתמשכת של מערכת. לדוגמה, הזזת הבקר והכונן על סיפונה המנוע מפשט כל פתרון בעיות שעשוי להיות נחוץ. הגישה למנוע ולאלקטרוניקה אינה מסודרת ופשוטה. בנוסף, כעת ניתן לרשת מערכות רבות ומאפשרות גישה כמעט מכל מיקום לביצוע אבחון מרחוק.