Makine üretiyorsanız muhtemelen her gün aktüatörlerle ve konumlandırma aşamalarıyla çalışıyorsunuzdur. Peki bu hareket cihazlarından gerçekten en iyi performansı veya en düşük sahip olma maliyetini alıyor musunuz? Cevap beklediğiniz gibi olmayabilir.

Mühendisler çoğu zaman aşamaları veya aktüatörleri malzeme listesindeki başka bir öğe olarak düşünürler. Hareket cihazı istenen konumlandırma, kuvvet, yük, hız ve maliyet gereksinimlerini nominal olarak karşıladığı sürece, kullanıma hazırdır.

Basit hareket gereksinimlerinde, aşama veya aktüatör seçimine yönelik bu yaklaşım kabul edilebilir sonuçlar verebilir. Ancak karmaşık mekanik hareket gereksinimleri olan makineler, gömülü hareket tasarımı stratejisinden faydalanacaktır. Gömülü hareket sistemleri, birlikte iyi çalışabilen veya çalışmayabilen bir dizi elektromekanik bileşenden ziyade, gerçek tak ve çalıştır makine alt sistemleri olarak işlev görür.

Gömülü hareket sistemleri, bir makine üzerinde önceden tanımlanmış bir fiziksel alana sığacak ve makinenin hareket kontrol sistemine bağlanacak şekilde tasarlanmıştır; üst düzey bir bilgisayar arayüzünden, kontrol kartından veya PLC'den gelen komutları kabul etmeye hazırdır. En basit haliyle, gömülü hareket sistemleri, kolay kurulumu kolaylaştırmak için birleştirilmiş bir sahne veya aktüatörden biraz daha fazlasını içerebilir. En karmaşık halleriyle bu hareket alt sistemleri pin düzeninden yüke kadar uzanır. Yalnızca hareket cihazının kendisini değil, taşıdığı her şeyi de kapsarlar.

Makine hareketine bileşen bileşen yaklaşımıyla karşılaştırıldığında, gömülü hareket bazı önemli avantajlar sunar:

Mekanik Performans

Aynı aşamayı veya aktüatörü kullansalar bile gömülü hareket sistemleri genellikle bileşenle oluşturulmuş hareket sistemlerinden daha iyi performans gösterecektir. Bunun nedeni ise uygulama ve montaj uzmanlığıdır. İyi bir gömülü hareket tedarikçisi, zor konumlandırma problemlerini çözme konusunda uzun yıllara dayanan deneyime ve eldeki göreve göre özelleştirilebilen, kanıtlanmış hareket yapı taşlarından oluşan bir koleksiyona sahip olacaktır. Sahne dinamiklerinin, hareket kontrol mimarisinin ve çalışma ortamının konumlandırma gerekliliklerini nasıl etkileyeceği konusunda derinlemesine bir anlayışa sahip olacaklar.

Montaj konusuna gelince, çoğu makine üreticisi, en hassas çok eksenli aşamaları hizalamak için gereken yetenekli teknisyenlerden, özel donanımlardan, lazer interferometrelerden ve diğer metroloji sistemlerinden yoksundur; bunlar genellikle eksenden eksene hizalama toleransları mikron cinsinden ölçülür.

Kontrol Uzmanlığı

Gömülü hareket sistemleri, müşteri gereksinimlerine bağlı olarak hareket kontrolleriyle birlikte gönderilebilir veya gönderilmeyebilir. Ancak bir kontrol stratejisi her zaman gömülü hareket denkleminin bir parçası olmalıdır. İyi bir gömülü hareket satıcısı, farklı hareket kontrol platformlarının ve bunların kinematik yeteneklerinin mekanik hareket sistemleriyle nasıl etkileşime gireceği konusunda kapsamlı bilgiye sahip olacaktır. Bu bilgi, kabul edilebilir atalet uyumsuzluğu oranları gibi dinamik yetenekler açısından mümkün olanın sınırlarını zorlamamıza olanak sağlayabilir.

Güvenilirlik

Yeni bir hareket sistemini devreye alırken, en yaygın sorunlardan bazıları, tek tek, görünüşte küçük bileşenlerin düzgün çalışmaması veya birbirleriyle düzgün çalışmaması nedeniyle ortaya çıkar. Örneğin tek bir hatalı konnektör veya yanlış kablo, en iyi hareket sahnesini bile hareketsiz bırakabilir. Gömülü hareket sistemleri, üretim makinesine entegrasyon öncesinde bir sistem olarak monte edilip test edildikleri için bu tür arızaları önler. Bireysel bileşenlerden oluşan hareket sistemlerinde, küçük arızalar ve uyumsuzluklar, üretim makinesi bir araya gelinceye kadar fark edilmeyebilir.

Maliyet Azaltma

Gömülü hareket sistemleri genellikle bileşen tabanlı muadillerine göre %25 ila %50 daha ucuzdur. Bu tasarruf kısmen parça sayısını azaltma yeteneğinden (örneğin braketler, konektörler ve diğer bileşenler şeklinde tasarım) kaynaklanmaktadır. Bir hareket sisteminin inşası ve kurulumuyla ilgili tüm gizli maliyet bileşenlerini hesaba kattığınızda maliyet düşüşü %50'nin çok üzerine çıkabilir. Bunlara tasarım mühendisliği, envanter, pazara çıkış süresi ve daha fazlasıyla ilgili maliyetler dahildir.

Birçok uygulama türü gömülü hareketin avantajlarından yararlanabilir. Bu yaklaşımı onlarca yarı iletken, ıslak tezgah, lazer kesim, paketleme ve laboratuvar otomasyon makinelerinde uyguladık.

Hareket Sistemlerinin Gizli Maliyetleri

Bileşenlerden oluşan hareket sistemlerinin, gömülü hareket yaklaşımıyla ortadan kaldırılabilecek bir dizi gizli maliyeti vardır:

1. Pazara Çıkış Süresi Maliyetleri. Eş zamanlı mühendisliği doğal olarak destekleyen gömülü hareket sistemleri, karmaşık bir makinenin geliştirme süresini haftalar, hatta aylar kısaltabilir.
2. Program, Üretim ve Malzeme Yönetimi Maliyetleri. Gömülü hareket sistemleri tek bir malzeme listesi olarak gönderilir ve yüzlerce parçanın sipariş edilmesi, envanterinin çıkarılması ve montajı ortadan kaldırılır.
3. Üretim maliyeti. Hassas hareket sistemleri, yetenekli montaj teknisyenleri ve tam kullanımdan daha az kullanımda maliyeti haklı çıkarmak zor olabilecek özel üretim ekipmanı gerektirir.
4. Garanti ve Arıza Maliyetleri. İyi bir yerleşik hareket satıcısı, sistemlerini arızalara karşı garanti edecek ve yaptıkları işin arkasında duracak, bu da OEM'in riskini azaltacaktır.

Bu geleneksel olmayan CNC makinesi, ideal bir gömülü hareket uygulamasının tüm özelliklerine sahiptir. Şunları gerektiriyordu:

1. Hem kontroller hem de mekanik uzmanlık.Mekanik sistemi, kutupsal hareket için karmaşık kinematiği destekleyen kontroller ve amplifikatörlerle birleştirmek, bir sistem yaklaşımı ve aylarca süren testler gerektirdi. Ayrıca bu yeni CNC sistemini oluşturmak için bir takım hizalama teknikleri ve araçları geliştirmemiz gerekiyordu.

2. Kompakt tasarım, kolay entegrasyon.Bu masaüstü boyutlu CNC makinesinde alan çok önemliydi. servo modül Rotary'nin büyük, engelsiz bir açık deliğe sahip tasarımı, mevcut alanı verimli bir şekilde kullanmamıza olanak sağladı. 100 mm'lik açık delikler, hava beslemesini doğrudan iş miline getirmeyi, iş parçası tarafına bir malzeme indeksleyici yerleştirmeyi ve gerekli tüm güç bağlantılarını yapmayı kolaylaştırdı.

3. Maliyet kontrolü.Bu gömülü hareket sisteminin ilginç bir yönü, olması gerekenden daha karmaşık olmamasıdır. Ana işlevsel gereksinim, konumlandırma doğruluğunu değil, yüzey kalitesini içeriyordu. Konumlandırma ihtiyaçları aslında en azından standartlarımıza göre oldukça mütevazı. Böylece doğrudan kodlayıcıları okumayı bırakıp tüm sistemi açık döngü modunda çalıştırabildik. Bu, müşterimizin makine başına binlerce dolar tasarruf etmesini sağladı.

Embedded Motion'a Başlarken

Bileşen bileşenli hareket sistemlerinden gömülü hareket sistemlerine geçiş, bir inanç sıçraması gibi görünebilir. Sonuçta hareket kontrolünü bir satıcıya yaptıracaksınız.

Ancak doğru satıcıyı seçerseniz dış kaynak kullanımı, gelişmiş performans ve güvenilirlikle karşılığını verecektir. Hareket alt sistemleri tesisinize tamamen test edilmiş, garantili ve makinenize takılmaya hazır bir şekilde ulaştığında maliyetler de düşecektir.