構造、コンポーネント、電子配線、保守性。

機械的、電気的、プログラミング、および制御エンジニアリングをまとめることは楽なことではありません。しかし、テクノロジーの進歩を統合し、これらの5つの領域に焦点を当てることで、プロセスを簡素化し、メカトロニクスが容易になるようにします。

今日のペースの速い製品開発サイクルとテクノロジーの急速な進歩により、規律を超えたエンジニアリングの必要性が高まりました。メカニカルエンジニアがハードウェア、配線および回路基板の電気エンジニア、およびソフトウェアとアルゴリズムプログラミングの制御エンジニアのみに集中することができた場合、メカトロニクスのフィールドはこれらの領域をまとめて、完全な動きのソリューションにフォーカスを作成します。 3つのフィールドすべての進歩と統合を一緒に統合すると、メカトロニクスの設計が合理化されます。

この単純化が、産業用途と製造のためのロボット工学および多軸デカルトシステムの進歩、キオスクと配信システムの消費者市場向けの自動化、および主流の文化への3Dプリンターの迅速な受け入れとともに進歩しています。

ここに、まとめるとメカトロニクスの設計が容易になる5つの重要な要因があります。

1。統合された線形ガイドと構造

機械の設計では、ベアリングと線形のガイドアセンブリは非常に長く存在しているため、多くの場合、モーションシステムのメカニズムは後付けとして扱われます。ただし、材料、設計、機能、製造方法の進歩により、新しいオプションを検討する価値があります

たとえば、製造プロセス中に並列レールに組み込まれた事前に設計されたアライメントは、レールの長さにわたってコンポーネントが少なく、精度が高く、再生中の変数が少ないため、コストが少ないことを意味します。このような並列レールは、複数のファスナーと手動アライメントが排除されるため、設置も改善します。

過去には、エンジニアが選択した線形ガイドシステムがどんなリニアガイドシステムでも、必要な剛性のためにプレートの取り付け、サポートレール、またはその他の構造を検討する必要があることがほぼ保証されていました。新しいコンポーネントは、サポート構造を線形レール自体に統合します。個々のコンポーネント設計から設計されたワンピース設計または統合されたサブアセンブリへの移行により、コンポーネントの数が減少し、コストと労働も削減されます。

2。送電コンポーネント

適切なドライブメカニズムまたは電力伝送コンポーネントを選択することも要因です。適切な速度、トルク、および精度のパフォーマンスとモーターおよびエレクトロニクスのバランスのバランスを伴う選択プロセスは、各ドライブが生成できる結果を理解することから始まります。

4番目のギアで動作する車のトランスミッションと同じように、ベルトは延長された長さストロークの最高速度が必要なスーツアプリケーションを駆動します。パフォーマンススペクトルの反対側には、強力な応答性のある1番目と2番目のギアを備えた車のようなボールとリードネジがあります。クイックスタート、停止、方向の変化で優れている間、彼らは良いトルクを提供します。チャートは、ベルトの速度とネジのトルクの違いを示しています。

線形レールの進歩と同様に、事前に設計されたアライメントは、動的アプリケーションでより大きな再現性を提供するためにリードネジの設計が進んでいる別の領域です。カプラーを使用するときは、モーターとネジのアライメントに注意して、精度と寿命を減らす「ぐらつき」を排除します。場合によっては、カプラーを完全に排除し、ネジをモーターに直接接続し、機械的および電気的に直接融合し、コンポーネントを排除し、剛性と精度を高め、コストを削減します。

3。電子機器と配線

モーションコントロールアプリケーションの電子機器用の従来の構成には、複雑な配線配置、キャビネット、すべてのコンポーネントを組み立てて収容するハードウェアの取り付けが含まれます。結果は、多くの場合、調整と保守が困難であるとともに最適化されていないシステムです。

新しいテクノロジーは、ドライバー、コントローラー、アンプを「スマート」モーターに直接配置することにより、システムの利点を提供します。追加のコンポーネントを排除するのに必要なスペースだけでなく、全体的なコンポーネントカウントがトリミングされ、コネクタと配線の数が簡素化され、コストと労力を節約しながらエラーの可能性が低下します。

4。製造用に設計（DFM）

•ブラケット化

統合されたデザインの容易なレールアセンブリ、経験、3D印刷などの新しいテクノロジーは、プロトタイプメカトロニックおよびロボットアセンブリをDFM標準に作成する能力を向上させます。たとえば、モーションシステム用のカスタムコネクタブラケットは、ツールルームや製造ショップを通じて処理するのに費用がかかり、時間がかかることがよくあります。今日、3Dプリントを使用すると、CADモデルを作成し、3Dプリンターに送信し、一部の時間と数分の1のコストで使用可能なモデルパーツを持つことができます。

•コネクタル化

すでにカバーされているDFMのもう1つの領域は、電子機器をモーターに直接置くスマートモーターの使用であり、アセンブリを容易にすることです。これに加えて、コネクタ、ケーブル、ケーブル管理を1つのパッケージに統合する新しいテクノロジーは、アセンブリを簡素化し、従来の重いプラスチックチェーンタイプのケーブルキャリアの必要性を排除します。

5。長期的な保守性

新しいテクノロジーと設計の進歩は、前向きな製造可能性に影響を与えるだけでなく、システムの継続的な保守性にも影響を与える可能性があります。たとえば、コントローラーとドライブをモーターに移動すると、必要なトラブルシューティングが簡素化されます。モーターとエレクトロニクスへのアクセスは、整頓されていて簡単です。さらに、多くのシステムをネットワーク化できるようになり、ほぼあらゆる場所からリモート診断を実行できるようになりました。