מבנה, רכיבים, חיווט אלקטרוניקה, תחזוקה.

חיבור הנדסת מכונות, חשמל, תכנות ובקרה אינו פשוט. אבל שילוב התקדמות הטכנולוגיה, והתמקדות בחמשת התחומים הללו, יכולים לפשט את התהליך ולהבטיח שהמכטרוניקה תהיה קלה.

מחזורי פיתוח המוצרים המהירים של היום וההתקדמות המהירה בטכנולוגיה דחפו את הצורך בהנדסה חוצת תחומית. כאשר פעם מהנדס המכונות יכול היה להתרכז אך ורק בחומרה, מהנדס החשמל בחוטי החיווט והמעגלים, ומהנדס הבקרה בתוכנה ובתכנות האלגוריתמי, תחום המכטרוניקה מפגיש את התחומים הללו ויוצר מיקוד לפתרון תנועה שלם. ההתקדמות והשילוב של שלושת התחומים יחד, מייעלים את עיצוב המכטרוניקה.

הפישוט הזה הוא שמניע את ההתקדמות ברובוטיקה ומערכות קרטזיות מרובות צירים לשימושים וייצור תעשייתיים, אוטומציה עבור שווקי צרכנים בקיוסקים ומערכות אספקה, יחד עם הקבלה המהירה של מדפסות תלת מימד לתרבות המיינסטרים.

להלן חמישה גורמים מרכזיים אשר, כאשר הם מרכיבים אותם יחד, מביאים לעיצוב מכטרוניקה קל יותר.

1. מובילים ליניאריים משולבים ומבנה

בתכנון מכונות, מכלולי מסבים ומובילים ליניאריים קיימים כל כך הרבה זמן, שלעתים קרובות מתייחסים למכניקה של מערכת תנועה כאל מחשבה שלאחר מכן. התקדמות בחומרים, עיצוב, תכונות ושיטות ייצור, לעומת זאת, הופכות את זה כדאי לשקול אפשרויות חדשות

לדוגמה, יישור מהונדס מראש המובנה במסילות מקבילות במהלך תהליך הייצור פירושו פחות עלות בגלל פחות רכיבים, דיוק רב יותר ופחות משתנים במשחק לאורך מסילה. מסילות מקבילות כאלה גם משפרות את ההתקנה מכיוון שמספר מחברים ויישור ידני בוטלו.

בעבר זה היה כמעט ערובה שכל מערכת מנחה ליניארית שהמהנדס יבחר, ​​הם יצטרכו לשקול גם הרכבה של לוחות, מסילות תמיכה או מבנים אחרים עבור הקשיחות הדרושה. רכיבים חדשים יותר משלבים מבני תמיכה במסילה הליניארית עצמה. המעבר הזה מתכנון רכיבים בודדים לעיצובים מהונדסים של מקשה אחת או מכלולי משנה משולבים מפחית את מספר הרכיבים, תוך קיצוץ בעלויות ועבודה.

2. רכיבי העברת כוח

בחירת מנגנון ההנעה הנכון או רכיבי העברת הכוח היא גם גורם. תהליך הבחירה, הכולל איזון בין המהירות, המומנט והביצועים הנכונים עם המנוע והאלקטרוניקה, מתחיל בהבנה אילו תוצאות יכול להניב כל סוג של כונן.

בדומה לתיבת ההילוכים במכונית הפועלת בהילוך רביעי, כונני רצועה מתאימים ליישומים שבהם נדרשות מהירויות מרבית לאורך מהלכים ארוכים. בקצה הנגדי של ספקטרום הביצועים נמצאים ברגי כדור וברגי עופרת הדומים יותר למכונית עם הילוך ראשון ושני עוצמתיים. הם מציעים מומנט טוב תוך שהם מצטיינים בהתחלות מהירות, עצירות ושינוי כיוון. הטבלה מציגה את ההבדלים בין מהירות החגורות ומומנט הברגים.

בדומה להתקדמות של מסילה ליניארית, יישור מראש הוא תחום נוסף שבו תכנון בורג עופרת התקדם כדי לספק יכולת חזרה רבה יותר ביישומים דינמיים. בעת שימוש במצמד, שימו לב ליישור המנוע והבורג כדי למנוע "נדנוד" שמפחית את הדיוק ואת החיים. במקרים מסוימים, ניתן לבטל את המצמד לחלוטין ולהדביק את הבורג ישירות למנוע, תוך מיזוג ישיר בין המכאני והחשמלי, ביטול רכיבים, הגדלת קשיחות ודיוק, תוך קיצוץ בעלויות.

3. אלקטרוניקה וחיווט

תצורות קונבנציונליות עבור האלקטרוניקה ביישומי בקרת תנועה כוללות סידורי חיווט מסובכים, יחד עם הארונות וחומרי ההרכבה להרכבה ואחסון כל הרכיבים. התוצאה היא לרוב מערכת שאינה מותאמת יחד עם הקושי להתאמה ולתחזוקה.

טכנולוגיות מתפתחות מציעות יתרונות מערכת על ידי הנחת הנהג, הבקר והמגבר ישירות על מנוע "חכם". לא רק שהשטח הדרוש לאכלס הרכיבים הנוספים מתבטל, אלא שמספר הרכיבים הכולל נחתך ומספר המחברים והחיווט מפושטים, ומפחיתים את הפוטנציאל לשגיאות תוך חיסכון בעלויות ובעבודה.

4. מיועד לייצור (DFM)

• סוגריים

יחד עם הרכבת מסילה קלה יותר של עיצובים משולבים, ניסיון וטכנולוגיות מתפתחות כגון הדפסת תלת מימד מגדילים את היכולת שלך ליצור אבטיפוס מכטרוניים ורובוטיים לפי תקני DFM. לדוגמה, סוגרי מחברים מותאמים אישית עבור מערכות תנועה היו לעתים קרובות יקרות וגוזלות זמן לעיבוד באמצעות חדר כלים או חנות ייצור. כיום, הדפסה תלת מימדית מאפשרת לך ליצור מודל CAD, לשלוח אותו למדפסת התלת מימד, ולקבל חלק דגם שימושי בשבריר מהזמן ובחלק מהעלות.

• חיבור

תחום נוסף של DFM שכבר כוסה הוא השימוש במנועים חכמים ששמים את האלקטרוניקה ישירות על המנוע, מה שמקל על ההרכבה. בנוסף לכך, טכנולוגיות חדשות יותר המשלבות מחברים, כבלים וניהול כבלים בחבילה אחת, מפשטות את ההרכבה ומבטלות את הצורך במנשאי כבלים מסורתיים, כבדים, מסוג שרשרת פלסטיק.

5. תחזוקה לטווח ארוך

טכנולוגיות חדשות והתקדמות בעיצוב לא רק משפיעות על יכולת הייצור מראש, אלא גם יכולות להשפיע על יכולת התחזוקה השוטפת של מערכת. לדוגמה, הזזת הבקר והכונן על גבי המנוע מפשטת כל פתרון תקלות שעשוי להידרש. הגישה אל המנוע והאלקטרוניקה היא לא עמוסה ופשוטה. בנוסף, מערכות רבות יכולות להיות מחוברות לרשת ומאפשרות גישה כמעט מכל מקום לביצוע אבחון מרחוק.