Estrutura, componentes, fiação eletrônica, manutenção.

Reunir engenharia mecânica, elétrica, de programação e controle não é fácil. Mas a integração de avanços tecnológicos e o foco nessas cinco áreas pode simplificar o processo e garantir que a mecatrônica seja facilitada.

Os ciclos de desenvolvimento de produtos rápidos de hoje e os rápidos avanços na tecnologia aumentaram a necessidade de uma maior engenharia interdisciplinada. Onde, uma vez que o engenheiro mecânico pudesse se concentrar apenas no hardware, o engenheiro elétrico nas placas de fiação e circuito e o engenheiro de controle no software e programação algorítmica, o campo da mecatrônica reúne essas áreas, criando um foco para uma solução completa de movimento. Avanços e a integração de todos os três campos juntos, simplificam o design da mecatrônica.

É essa simplificação que está impulsionando os avanços nos sistemas de robótica e vários eixos para usos industriais e fabricação, automação para mercados de consumidores em quiosques e sistemas de entrega, juntamente com a rápida aceitação de impressoras 3D na cultura convencional.

Aqui estão cinco fatores -chave que, quando reunidos, resultam em um design mais fácil de mecatrônicos.

1. Guias lineares integrados e estrutura

No projeto da máquina, os conjuntos de guia lineares e lineares existem há tanto tempo, que muitas vezes a mecânica de um sistema de movimento é tratada como uma reflexão tardia. Avanços em materiais, design, recursos e métodos de fabricação, no entanto, valem a pena considerar novas opções

Por exemplo, o alinhamento pré-engenhado incorporado em trilhos paralelos durante o processo de fabricação significa menos custo devido a menos componentes, maior precisão e menos variáveis ​​no jogo ao longo de um trilho. Tais trilhos paralelos também melhoram a instalação porque vários fixadores e alinhamento manual são eliminados.

No passado, era quase uma garantia de que, qualquer que seja o sistema de guia linear um engenheiro selecionado, eles também teriam que considerar placas de montagem, trilhos de suporte ou outras estruturas para a rigidez necessária. Os componentes mais recentes integram estruturas de suporte ao próprio trilho linear. Essa mudança do design de componentes individuais para projetos de uma peça projetada ou submontagens integradas reduz o número de componentes, além de reduzir o custo e a mão-de-obra.

2. Componentes de transmissão de energia

Selecionar o mecanismo de acionamento correto ou os componentes de transmissão de energia também é um fator. O processo de seleção, que envolve equilibrar a velocidade certa, o torque e o desempenho de precisão com o motor e a eletrônica, começa com a compreensão do que os resultados que cada tipo de acionamento pode produzir.

Assim como a transmissão em um carro operando na quarta marcha, são necessárias aplicações de traje de unidade de correia, onde são necessárias velocidades máximas sobre traços de comprimento estendido. No extremo oposto do espectro de desempenho estão os parafusos de bola e chumbo que são mais como um carro com um poderoso e responsivo a primeira e a segunda marcha. Eles oferecem um bom torque enquanto se destacam em partidas rápidas, paradas e mudança de direção. O gráfico mostra as diferenças entre a velocidade dos cintos e o torque dos parafusos.

Semelhante aos avanços do trilho linear, o alinhamento pré-engenhado é outra área em que o projeto do parafuso de chumbo avançou para proporcionar maior repetibilidade em aplicações dinâmicas. Ao usar um acoplador, preste atenção ao motor e parafuse o alinhamento para eliminar “oscilação” que reduz a precisão e a vida. Em alguns casos, o acoplador pode ser eliminado completamente e o parafuso afixado diretamente ao motor, mesclando diretamente os componentes mecânicos e elétricos, eliminando, aumentando a rigidez e a precisão, enquanto corta o custo.

3. Eletrônica e fiação

As configurações convencionais para as aplicações eletrônicas de controle de movimento incluem acordos complicados de fiação, juntamente com os armários e o hardware de montagem para montar e abrigar todos os componentes. O resultado geralmente é um sistema que não é otimizado, além de ser difícil de ajustar e manter.

As tecnologias emergentes oferecem vantagens do sistema, colocando o driver, o controlador e o amplificador diretamente em um motor "inteligente". Não é apenas o espaço necessário para abrigar os componentes adicionais eliminados, mas a contagem geral de componentes é aparada e o número de conectores e a fiação são simplificados, reduzindo o potencial de erro ao economizar custo e mão de obra.

4. Projetado para fabricação (DFM)

• Bracketização

Juntamente com a montagem ferroviária mais fácil de projetos integrados, a experiência e as tecnologias emergentes, como a impressão 3D, aumentam sua capacidade de criar assemblies mecatrônicos e robóticos protótipos para os padrões DFM. Por exemplo, suportes de conectores personalizados para sistemas de movimento geralmente são caros e demorados para processar por meio de uma sala de ferramentas ou loja de fabricação. Hoje, a impressão 3D permite criar um modelo CAD, enviá -lo para a impressora 3D e ter uma peça de modelo utilizável em uma fração do tempo e por uma fração do custo.

• conectorização

Outra área do DFM que já foi coberta é o uso de motores inteligentes que colocam os eletrônicos diretamente no motor, facilitando a montagem. Além disso, tecnologias mais recentes que integram conectores, cabos e gerenciamento de cabos em um pacote, simplificam a montagem e eliminam a necessidade de portadores de cabos tradicionais do tipo cadeia de cadeia plástica.

5. Manutenção de longo prazo

Tecnologias e avanços mais recentes no design não apenas afetam a fabricação inicial, mas também podem influenciar a manutenção contínua de um sistema. Por exemplo, mover o controlador e a unidade a bordo do motor simplifica qualquer solução de problemas que possa ser necessária. O acesso ao motor e eletrônico é organizado e direto. Além disso, muitos sistemas agora podem ser em rede, permitindo acesso de praticamente qualquer local para executar diagnósticos remotos.