구조, 구성 요소, 전자 배선, 유지 관리성.

기계, 전기, 프로그래밍, 제어 엔지니어링을 통합하는 것은 쉽지 않습니다. 그러나 기술 발전을 통합하고 이 5가지 영역에 집중하면 프로세스를 단순화하고 메카트로닉스를 쉽게 만들 수 있습니다.

오늘날 빠르게 진행되는 제품 개발 주기와 급속한 기술 발전으로 인해 더욱 다양한 분야의 엔지니어링이 필요하게 되었습니다. 기계 엔지니어는 하드웨어에만, 전기 엔지니어는 배선 및 회로 기판에, 제어 엔지니어는 소프트웨어 및 알고리즘 프로그래밍에만 집중할 수 있었지만 메카트로닉스 분야에서는 이러한 영역을 통합하여 완전한 모션 솔루션에 초점을 맞췄습니다. 세 가지 분야를 모두 통합하고 발전시켜 메카트로닉스 설계를 간소화합니다.

3D 프린터가 주류 문화로 빠르게 수용되는 것과 함께 산업 용도 및 제조를 위한 로봇 공학 및 다축 데카르트 시스템, 키오스크 및 배송 시스템의 소비자 시장 자동화를 주도하는 것은 바로 이러한 단순화입니다.

다음은 함께 사용하면 메카트로닉스 설계를 더 쉽게 만드는 5가지 핵심 요소입니다.

1. 통합 선형 가이드 및 구조

기계 설계에서는 베어링 및 선형 가이드 어셈블리가 너무 오랫동안 사용되어 모션 시스템의 메커니즘이 나중에 고려되는 경우가 많습니다. 그러나 재료, 디자인, 기능 및 제조 방법의 발전으로 인해 새로운 옵션을 고려해 볼 가치가 있습니다.

예를 들어, 제조 과정에서 평행 레일에 내장된 사전 엔지니어링 정렬은 부품 수가 적고 정밀도가 높으며 레일 길이에 따른 변수가 적기 때문에 비용이 절감된다는 것을 의미합니다. 이러한 평행 레일은 여러 패스너와 수동 정렬이 제거되므로 설치도 향상됩니다.

과거에는 엔지니어가 어떤 선형 가이드 시스템을 선택하든 필요한 강성을 위해 장착 플레이트, 지지 레일 또는 기타 구조도 고려해야 한다는 것이 거의 보장되었습니다. 최신 구성 요소는 지지 구조를 선형 레일 자체에 통합합니다. 개별 구성 요소 설계에서 엔지니어링된 일체형 설계 또는 통합 하위 어셈블리로의 전환은 구성 요소 수를 줄이는 동시에 비용과 노동력도 절감합니다.

2. 동력 전달 부품

올바른 구동 메커니즘이나 동력 전달 구성 요소를 선택하는 것도 중요한 요소입니다. 올바른 속도, 토크, 정밀 성능과 모터 및 전자 장치의 균형을 맞추는 선택 프로세스는 각 드라이브 유형이 어떤 결과를 생성할 수 있는지 이해하는 것부터 시작됩니다.

4단 기어로 작동하는 자동차의 변속기와 마찬가지로 벨트 드라이브는 확장된 길이의 스트로크에 걸쳐 최고 속도가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 성능 스펙트럼의 반대쪽 끝에는 강력한 반응성 1단 및 2단 기어를 갖춘 자동차에 더 가까운 볼 및 리드 스크류가 있습니다. 빠른 시작, 정지 및 방향 변경에 탁월하면서 우수한 토크를 제공합니다. 차트는 벨트 속도와 나사 토크 간의 차이를 보여줍니다.

선형 레일의 발전과 유사하게 사전 엔지니어링 정렬은 리드 스크류 설계가 발전하여 동적 응용 분야에서 더 큰 반복성을 제공하는 또 다른 영역입니다. 커플러를 사용할 때는 모터와 나사 정렬에 주의하여 정밀도와 수명을 감소시키는 "워블링"을 제거하십시오. 어떤 경우에는 커플러를 완전히 제거하고 나사를 모터에 직접 부착하여 기계와 전기를 직접 병합하고 구성 요소를 제거하고 강성과 정밀도를 높이는 동시에 비용을 절감할 수 있습니다.

3. 전자 장치 및 배선

모션 제어 응용 분야의 전자 장치에 대한 기존 구성에는 모든 구성 요소를 조립하고 수용하기 위한 캐비닛 및 장착 하드웨어와 함께 복잡한 배선 배열이 포함됩니다. 그 결과 시스템이 최적화되지 않고 조정 및 유지 관리가 어려워지는 경우가 많습니다.

최신 기술은 드라이버, 컨트롤러 및 증폭기를 "스마트" 모터에 직접 배치하여 시스템 이점을 제공합니다. 추가 구성 요소를 수용하는 데 필요한 공간이 제거될 뿐만 아니라 전체 구성 요소 수가 줄어들고 커넥터 및 배선 수가 단순화되어 오류 가능성이 줄어들고 비용과 인력이 절약됩니다.

4. 제조용 설계(DFM)

• 브래킷화

통합 설계의 보다 쉬운 레일 조립과 함께 경험 및 3D 프린팅과 같은 새로운 기술을 통해 DFM 표준에 맞는 프로토타입 메카트로닉 및 로봇 조립을 제작할 수 있는 능력이 향상됩니다. 예를 들어, 모션 시스템용 맞춤형 커넥터 브래킷은 도구실이나 제조 공장을 통해 처리하는 데 비용과 시간이 많이 소요되는 경우가 많습니다. 오늘날 3D 프린팅을 사용하면 CAD 모델을 생성하고 이를 3D 프린터로 전송하여 짧은 시간과 비용으로 사용 가능한 모델 부품을 얻을 수 있습니다.

• 연결화

이미 다룬 DFM의 또 다른 영역은 전자 장치를 모터에 직접 배치하여 조립을 더 쉽게 만드는 스마트 모터를 사용하는 것입니다. 이 외에도 커넥터, 케이블링 및 케이블 관리를 하나의 패키지로 통합하는 최신 기술로 인해 조립이 단순화되고 기존의 무거운 플라스틱 체인 유형 케이블 캐리어가 필요하지 않습니다.

5. 장기 유지보수성

새로운 기술과 설계의 발전은 초기 제조 가능성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 시스템의 지속적인 유지 관리 가능성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 컨트롤러와 드라이브를 모터에 탑재하면 필요할 수 있는 모든 문제 해결이 단순화됩니다. 모터와 전자 장치에 대한 접근은 깔끔하고 간단합니다. 또한 이제 많은 시스템을 네트워크로 연결하여 거의 모든 위치에서 액세스하여 원격 진단을 수행할 수 있습니다.