Yapı, Bileşenler, Elektronik Kablolama, Bakım Kolaylığı.

Mekanik, elektrik, programlama ve kontrol mühendisliğini bir araya getirmek zahmetsiz değildir. Ancak teknolojik ilerlemeleri entegre etmek ve bu beş alana odaklanmak süreci basitleştirebilir ve mekatroniğin kolaylaşmasını sağlayabilir.

Günümüzün hızlı tempolu ürün geliştirme döngüleri ve teknolojideki hızlı ilerlemeler, daha fazla disiplinler arası mühendislik ihtiyacını artırdı. Bir zamanlar makine mühendisi yalnızca donanıma, elektrik mühendisi kablolama ve devre kartlarına, kontrol mühendisi ise yazılım ve algoritmik programlamaya konsantre olabiliyorken, Mekatronik alanı bu alanları bir araya getirerek eksiksiz bir hareket çözümü için odak noktası oluşturuyor. Her üç alandaki ilerlemeler ve bunların bir araya entegrasyonu, mekatronik tasarımını kolaylaştırıyor.

Endüstriyel kullanımlar ve üretim için robotik ve çok eksenli Kartezyen sistemlerdeki ilerlemeleri, kiosklarda ve dağıtım sistemlerinde tüketici pazarları için otomasyonu ve 3D yazıcıların ana akım kültüre hızla kabul edilmesini sağlayan da bu basitleştirmedir.

İşte bir araya getirildiğinde mekatronik tasarımının daha kolay olmasını sağlayan beş temel faktör.

1. Entegre doğrusal kılavuzlar ve yapı

Makine tasarımında, rulman ve lineer kılavuz düzenekleri o kadar uzun süredir kullanılıyor ki, hareket sisteminin mekaniği genellikle sonradan akla gelen bir düşünce olarak ele alınıyor. Ancak malzeme, tasarım, özellikler ve üretim yöntemlerindeki ilerlemeler yeni seçenekleri değerlendirmeyi değerli kılıyor

Örneğin, üretim süreci sırasında paralel raylara yerleştirilen önceden tasarlanmış hizalama, daha az bileşen nedeniyle daha az maliyet, daha fazla hassasiyet ve rayın uzunluğu boyunca daha az değişken olması anlamına gelir. Bu tür paralel raylar aynı zamanda kurulumu da iyileştirir çünkü birden fazla bağlantı elemanı ve manuel hizalama ortadan kalkar.

Geçmişte, bir mühendisin seçtiği doğrusal kılavuz sistemi ne olursa olsun, gerekli sağlamlık için montaj plakalarını, destek raylarını veya diğer yapıları da dikkate alması gerektiği neredeyse bir garantiydi. Daha yeni bileşenler destek yapılarını lineer rayın kendisine entegre eder. Bireysel bileşen tasarımından özel olarak tasarlanmış tek parça tasarımlara veya entegre alt montajlara geçiş, bileşen sayısını azaltırken aynı zamanda maliyet ve işçiliği de azaltır.

2. Güç İletim Bileşenleri

Doğru tahrik mekanizmasının veya güç aktarım bileşenlerinin seçilmesi de bir faktördür. Doğru hızı, torku ve hassas performansı motor ve elektronikle dengelemeyi içeren seçim süreci, her bir sürücü tipinin ne gibi sonuçlar üretebileceğini anlamakla başlar.

Dördüncü viteste çalışan bir arabadaki şanzımana benzer şekilde kayış tahrikleri, uzun strok uzunluklarında en yüksek hızların gerekli olduğu uygulamalara uygundur. Performans spektrumunun diğer ucunda, daha çok güçlü tepki veren birinci ve ikinci vitese sahip bir arabaya benzeyen bilyalı ve kurşun vidalar bulunur. Hızlı başlatma, durdurma ve yön değiştirmede mükemmel olmanın yanı sıra iyi bir tork sunarlar. Grafikte kayışların hızı ile vidaların torku arasındaki farklar gösterilmektedir.

Lineer ray ilerlemelerine benzer şekilde, önceden tasarlanmış hizalama, kılavuz vida tasarımının dinamik uygulamalarda daha fazla tekrarlanabilirlik sağlamak üzere geliştiği başka bir alandır. Bir kaplin kullanırken, hassasiyeti ve ömrü azaltan "sallanmayı" ortadan kaldırmak için motor ve vida hizalamasına dikkat edin. Bazı durumlarda kaplin tamamen ortadan kaldırılabilir ve vida doğrudan motora takılabilir, böylece mekanik ve elektrik doğrudan birleştirilebilir, bileşenler ortadan kaldırılır, sağlamlık ve hassasiyet artırılırken maliyet de düşürülür.

3. Elektronik ve Kablolama

Hareket kontrolü uygulamalarındaki elektroniklere yönelik geleneksel konfigürasyonlar, tüm bileşenlerin montajı ve muhafazası için kabinler ve montaj donanımının yanı sıra karmaşık kablolama düzenlemelerini içerir. Sonuç genellikle optimize edilmemiş, ayrıca ayarlanması ve bakımı zor bir sistemdir.

Gelişen teknolojiler, sürücüyü, kontrolörü ve amplifikatörü doğrudan “akıllı” bir motora yerleştirerek sistem avantajları sunuyor. Yalnızca ek bileşenleri barındırmak için gereken alan ortadan kaldırılmakla kalmaz, aynı zamanda genel bileşen sayısı azaltılır ve konektör ve kablolama sayısı basitleştirilir, böylece maliyet ve işçilikten tasarruf edilirken hata potansiyeli de azaltılır.

4. Üretim İçin Tasarlandı (DFM)

• Parantezleme

Entegre tasarımların daha kolay ray montajıyla birlikte, deneyim ve 3D baskı gibi yeni gelişen teknolojiler, DFM standartlarında prototip mekatronik ve robotik montajlar oluşturma yeteneğinizi artırır. Örneğin, hareket sistemleri için özel konnektör braketlerinin bir takım odasında veya imalat atölyesinde işlenmesi genellikle maliyetli ve zaman alıcı olmuştur. Günümüzde 3D baskı, bir CAD modeli oluşturmanıza, bunu 3D yazıcıya göndermenize ve çok daha kısa sürede ve çok daha az maliyetle kullanılabilir bir model parçasına sahip olmanıza olanak tanıyor.

• Bağlantı

DFM'nin halihazırda ele alınan bir diğer alanı ise elektronik aksamı doğrudan motora yerleştirerek montajı kolaylaştıran akıllı motorların kullanılmasıdır. Buna ek olarak konnektörleri, kablolamayı ve kablo yönetimini tek bir pakette birleştiren daha yeni teknolojiler, montajı basitleştirir ve geleneksel, ağır, plastik zincir tipi kablo taşıyıcılara olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

5. Uzun Süreli Sürdürülebilirlik

Daha yeni teknolojiler ve tasarımdaki ilerlemeler yalnızca ilk üretilebilirliği etkilemekle kalmaz, aynı zamanda sistemin devam eden sürdürülebilirliğini de etkileyebilir. Örneğin, kontrol ünitesini ve sürücüyü motor üzerinde hareket ettirmek, ihtiyaç duyulabilecek sorun giderme işlemlerini basitleştirir. Motora ve elektronik aksamlara erişim düzenli ve kolaydır. Ek olarak, artık pek çok sistem ağa bağlanarak uzaktan teşhis gerçekleştirmek için neredeyse her yerden erişim sağlanabiliyor.