Yapı, Bileşenler, Elektronik Kablolama, Bakım Kolaylığı.

Mekanik, elektrik, programlama ve kontrol mühendisliğini bir araya getirmek zahmetsiz değildir. Ancak teknoloji ilerlemelerini entegre etmek ve bu beş alana odaklanmak, süreci basitleştirebilir ve mekatroniğin kolay hale getirilmesini sağlayabilir.

Günümüzün hızlı tempolu ürün geliştirme döngüleri ve teknolojideki hızlı ilerlemeler, daha fazla disiplinler arası mühendisliğe olan ihtiyacı artırmıştır. Bir zamanlar makine mühendisi yalnızca donanıma, elektrik mühendisi kablolama ve devre kartlarına ve kontrol mühendisi yazılım ve algoritmik programlamaya yoğunlaşabilirken, Mekatronik alanı bu alanları bir araya getirerek eksiksiz bir hareket çözümü için bir odak noktası oluşturur. Bu üç alandaki ilerlemeler ve bunların bir araya getirilmesi, mekatronik tasarımını kolaylaştırır.

Endüstriyel kullanımlar ve üretim için robotik ve çok eksenli Kartezyen sistemlerdeki ilerlemeleri, kiosklar ve teslimat sistemleri gibi tüketici pazarlarına yönelik otomasyonu ve 3 boyutlu yazıcıların ana akım kültürde hızla kabul görmesini sağlayan bu basitleştirmedir.

Bir araya getirildiğinde daha kolay mekatronik tasarımına yol açan beş temel faktör şunlardır:

1. Entegre doğrusal kılavuzlar ve yapı

Makine tasarımında, yatak ve doğrusal kılavuz tertibatları o kadar uzun zamandır var ki, bir hareket sisteminin mekaniği genellikle sonradan akla gelen bir şey olarak görülüyor. Ancak malzemelerdeki, tasarımdaki, özelliklerdeki ve üretim yöntemlerindeki gelişmeler, yeni seçenekleri değerlendirmeyi değerli kılıyor

Örneğin, üretim süreci sırasında paralel raylara önceden tasarlanmış hizalama, daha az bileşen, daha fazla hassasiyet ve rayın uzunluğu boyunca daha az değişkenin olması nedeniyle daha az maliyet anlamına gelir. Bu tür paralel raylar ayrıca, birden fazla bağlantı elemanı ve manuel hizalama ortadan kaldırıldığı için kurulumu da iyileştirir.

Geçmişte, bir mühendisin seçtiği doğrusal kılavuz sistemi ne olursa olsun, ihtiyaç duyulan sertlik için montaj plakalarını, destek raylarını veya diğer yapıları da dikkate alması neredeyse kesindi. Daha yeni bileşenler, destek yapılarını doğrusal rayın kendisine entegre eder. Bireysel bileşen tasarımından tasarlanmış tek parça tasarımlara veya entegre alt montajlara geçiş, bileşen sayısını azaltırken maliyeti ve işçiliği de düşürür.

2. Güç Aktarım Bileşenleri

Doğru tahrik mekanizmasını veya güç aktarım bileşenlerini seçmek de bir etkendir. Doğru hız, tork ve hassas performansı motor ve elektronikle dengelemeyi içeren seçim süreci, her tahrik tipinin hangi sonuçları üretebileceğini anlamakla başlar.

Dördüncü viteste çalışan bir arabadaki şanzımana benzer şekilde, kayış tahrikleri, uzun stroklarda en yüksek hızların gerektiği uygulamalara uygundur. Performans spektrumunun diğer ucunda, güçlü tepki veren birinci ve ikinci vitese sahip bir arabaya daha çok benzeyen bilyalı ve kurşun vidalar bulunur. Hızlı kalkışlarda, duruşlarda ve yön değiştirmede mükemmellik gösterirken iyi tork sunarlar. Tablo, kayışların hızı ile vidaların torku arasındaki farkları göstermektedir.

Doğrusal ray ilerlemelerine benzer şekilde, önceden tasarlanmış hizalama, kurşun vida tasarımının dinamik uygulamalarda daha fazla tekrarlanabilirlik sağlamak için ilerlediği bir diğer alandır. Bir kuplör kullanırken, hassasiyeti ve ömrü azaltan "sallanmayı" ortadan kaldırmak için motor ve vida hizalamasına dikkat edin. Bazı durumlarda, kuplör tamamen ortadan kaldırılabilir ve vida doğrudan motora sabitlenebilir, mekanik ve elektrik doğrudan birleştirilir, bileşenler ortadan kaldırılır, rijitlik ve hassasiyet artırılırken maliyet düşürülür.

3. Elektronik ve Kablolama

Hareket kontrol uygulamalarındaki elektronikler için geleneksel yapılandırmalar, tüm bileşenleri bir araya getirmek ve barındırmak için kabinler ve montaj donanımları ile birlikte karmaşık kablolama düzenlemelerini içerir. Sonuç genellikle optimize edilmemiş ve ayarlanması ve bakımı zor bir sistemdir.

Ortaya çıkan teknolojiler, sürücüyü, kontrol cihazını ve amplifikatörü doğrudan "akıllı" bir motora yerleştirerek sistem avantajları sunar. Sadece 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 olasılığı azaltılır.

4. Üretim İçin Tasarlanmış (DFM)

• Parantezleme

Entegre tasarımların daha kolay ray montajının yanı sıra, 3D baskı gibi deneyim ve ortaya çıkan teknolojiler, DFM standartlarına göre prototip mekatronik ve robotik montajlar oluşturma yeteneğinizi artırır. Örneğin, hareket sistemleri için özel konektör braketleri genellikle bir takım odası veya üretim atölyesinde işlenmesi maliyetli ve zaman alıcı olmuştur. Günümüzde, 3D baskı bir CAD modeli oluşturmanıza, bunu 3D yazıcıya göndermenize ve çok daha kısa sürede ve çok daha düşük maliyetle kullanılabilir bir model parçasına sahip olmanıza olanak tanır.

• Bağlantı

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

5. Uzun Vadeli Bakım Kolaylığı

Daha yeni teknolojiler ve tasarımdaki ilerlemeler yalnızca ön üretim kabiliyetini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda bir sistemin devam eden sürdürülebilirliğini de etkileyebilir. Örneğin, kontrol cihazını ve sürücüyü motora taşımak, ihtiyaç duyulabilecek herhangi bir sorun gidermeyi basitleştirir. Motora ve elektroniklere erişim düzenli ve basittir. Ayrıca, birçok sistem artık ağa bağlanabilir ve uzaktan tanılama yapmak için hemen hemen her yerden erişime olanak tanır.