Qranit üzərində mərhələli və inteqrasiya olunmuş qranit hərəkət sistemləri arasındakı fərq

Müəyyən bir tətbiq üçün ən uyğun qranit əsaslı xətti hərəkət platformasının seçilməsi bir çox amillərdən və dəyişənlərdən asılıdır. Hər bir tətbiqin özünəməxsus tələblər dəsti olduğunu və hərəkət platforması baxımından effektiv bir həll yolu tapmaq üçün başa düşülməli və prioritetləşdirilməli olduğunu qəbul etmək vacibdir.

Ən geniş yayılmış həllərdən biri qranit konstruksiyasına ayrı-ayrı yerləşdirmə mərhələlərinin quraşdırılmasını əhatə edir. Digər ümumi həll yolu hərəkət oxlarını təşkil edən komponentləri birbaşa qranitin özünə birləşdirir. Qranit üzərində mərhələ və inteqrasiya olunmuş qranit hərəkət (IGM) platforması arasında seçim etmək seçim prosesində veriləcək ilk qərarlardan biridir. Hər iki həll növü arasında aydın fərqlər var və əlbəttə ki, hər birinin diqqətlə başa düşülməli və nəzərə alınmalı olan öz üstünlükləri və xəbərdarlıqları var.

Bu qərar qəbuletmə prosesinə daha yaxşı nəzər salmaq üçün iki əsas xətti hərəkət platforması dizaynı — ənənəvi qranit üzərində mərhələli həll və IGM həlli — arasındakı fərqləri həm texniki, həm də maliyyə baxımından mexaniki daşıyıcı nümunə tədqiqatı şəklində qiymətləndiririk.

Arxa plan

IGM sistemləri ilə ənənəvi qranit mərhələli sistemlər arasındakı oxşarlıqları və fərqləri araşdırmaq üçün iki sınaq nümunəsi yaratdıq:

• Mexaniki yastıq, qranit üzərində mərhələli
• Mexaniki yastıq, IGM

Hər iki halda, hər bir sistem üç hərəkət oxundan ibarətdir. Y oxu 1000 mm hərəkət təklif edir və qranit konstruksiyanın təməlində yerləşir. 400 mm hərəkətli montaj körpüsündə yerləşən X oxu 100 mm hərəkətli şaquli Z oxunu daşıyır. Bu düzülüş piktoqrafik olaraq təsvir edilmişdir.

Qranit üzərində səhnə dizaynı üçün, bu "Y/XZ bölünmüş körpü" tənzimləməsindən istifadə edən bir çox hərəkət tətbiqləri üçün ümumi olan daha böyük yük daşıma qabiliyyətinə görə Y oxu üçün geniş gövdəli PRO560LM səhnəsini seçdik. X oxu üçün isə bir çox tətbiqdə körpü oxu kimi istifadə olunan PRO280LM seçdik. PRO280LM, öz sahəsi ilə müştəri yükü ilə Z oxunu daşımaq qabiliyyəti arasında praktik bir tarazlıq təqdim edir.

IGM dizaynları üçün yuxarıdakı oxların əsas dizayn konsepsiyalarını və düzülüşlərini yaxından təkrarladıq, əsas fərq IGM oxlarının birbaşa qranit konstruksiyasına yerləşdirilməsi və buna görə də qranit üzərində mərhələ dizaynlarında mövcud olan emal olunmuş komponent əsaslarının olmamasıdır.

Hər iki dizayn halında ümumi olan Z oxudur və PRO190SL kürəvi vintlə idarə olunan pillə kimi seçilib. Bu, geniş yük tutumu və nisbətən kompakt forma faktoruna görə körpüdə şaquli istiqamətdə istifadə üçün çox məşhur bir oxdur.

Şəkil 2, tədqiq edilən spesifik qranit üzərində mərhələli və IGM sistemlərini göstərir.

Texniki müqayisə

IGM sistemləri ənənəvi mərhələli qranit dizaynlarında mövcud olanlara bənzər müxtəlif texnika və komponentlərdən istifadə etməklə dizayn edilir. Nəticədə, IGM sistemləri ilə mərhələli qranit sistemləri arasında çoxsaylı ortaq texniki xüsusiyyətlər mövcuddur. Əksinə, hərəkət oxlarının birbaşa qranit strukturuna inteqrasiyası IGM sistemlərini mərhələli qranit sistemlərindən fərqləndirən bir neçə fərqləndirici xüsusiyyət təklif edir.

Forma Faktoru

Bəlkə də ən aşkar oxşarlıq maşının təməli olan qranitdən başlayır. Mərhələ-qranit və IGM dizaynları arasında xüsusiyyətlərdə və tolerantlıqlarda fərqlər olsa da, qranit təməlinin, dayaqların və körpünün ümumi ölçüləri ekvivalentdir. Bu, əsasən, qranit-mərhələ və IGM arasında nominal və limit hərəkətlərinin eyni olması ilə bağlıdır.

Tikinti

IGM dizaynında emal olunmuş komponentli ox əsaslarının olmaması qranit üzərində mərhələli həllərə nisbətən müəyyən üstünlüklər təmin edir. Xüsusilə, IGM-in struktur döngəsindəki komponentlərin azaldılması ümumi ox sərtliyinin artmasına kömək edir. Bu, həmçinin qranit əsası ilə vaqonun üst səthi arasında daha qısa məsafəyə imkan verir. Bu xüsusi iş tədqiqatında IGM dizaynı 33% daha aşağı iş səthi hündürlüyü təklif edir (120 mm-ə qarşı 80 mm). Bu kiçik iş hündürlüyü daha kompakt dizayna imkan verməklə yanaşı, həm də maşının mühərrikdən və kodlayıcıdan iş nöqtəsinə qədər olan məsafələrini azaldır və nəticədə Abbe səhvlərinin azalmasına və beləliklə, iş nöqtəsinin yerləşdirilməsi performansının artmasına səbəb olur.

Ox Komponentləri

Dizayna daha dərindən nəzər saldıqda, qranit üzərində mərhələ və IGM həlləri xətti mühərriklər və mövqe kodlayıcıları kimi bəzi əsas komponentləri paylaşır. Ümumi qüvvə və maqnit yolu seçimi ekvivalent qüvvə çıxışı imkanlarına gətirib çıxarır. Eynilə, hər iki dizaynda eyni kodlayıcıların istifadəsi mövqeləndirmə rəyi üçün eyni dərəcədə incə qətnamə təmin edir. Nəticədə, qranit üzərində mərhələ və IGM həlləri arasında xətti dəqiqlik və təkrarlanma performansı əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmir. Yastıq ayrılması və tolerantlıq da daxil olmaqla oxşar komponent düzülüşü, həndəsi xəta hərəkətləri (yəni üfüqi və şaquli düzlük, addım, diyirlənmə və çəpgələnmə) baxımından müqayisə edilə bilən performansa gətirib çıxarır. Nəhayət, hər iki dizaynın dəstəkləyici elementləri, o cümlədən kabel idarəetməsi, elektrik limitləri və sərt dayanacaqlar, fiziki görünüş baxımından bir qədər fərqlənə bilsələr də, funksiya baxımından fundamental olaraq eynidir.

Yastıqlar

Bu konkret dizayn üçün ən diqqətəlayiq fərqlərdən biri xətti istiqamətləndirici yatakların seçimidir. Təkrar dövr edən kürəvi yataklar həm qranit üzərində mərhələli, həm də IGM sistemlərində istifadə olunsa da, IGM sistemi ox işçi hündürlüyünü artırmadan dizayna daha böyük, daha sərt yataklar daxil etməyə imkan verir. IGM dizaynı ayrıca emal olunmuş komponentli bazadan fərqli olaraq, qranitdən əsas götürdüyü üçün, emal olunmuş baza tərəfindən istehlak ediləcək şaquli daşınmaz əmlakın bir hissəsini geri qaytarmaq və əsasən bu boşluğu daha böyük yataklarla doldurmaq, eyni zamanda qranitin üzərindəki ümumi araba hündürlüyünü azaltmaq mümkündür.

Sərtlik

IGM dizaynında daha böyük yastıqların istifadəsi bucaq sərtliyinə dərin təsir göstərir. Geniş gövdəli aşağı ox (Y) vəziyyətində, IGM həlli müvafiq mərhələli qranit dizaynına nisbətən 40% -dən çox daha çox diyirlənmə sərtliyi, 30% daha çox meydança sərtliyi və 20% daha çox çənə sərtliyi təklif edir. Eynilə, IGM körpüsü mərhələli qranit həmkarına nisbətən diyirlənmə sərtliyində dörd dəfə artım, meydança sərtliyini ikiqat və 30% -dən çox daha çox çənə sərtliyi təklif edir. Daha yüksək bucaq sərtliyi üstünlük təşkil edir, çünki o, daha yüksək maşın məhsuldarlığını təmin etmək üçün açar olan dinamik performansın yaxşılaşdırılmasına birbaşa töhfə verir.

Yük tutumu

IGM həllinin daha böyük yastıqları, mərhələli qranit məhluluna nisbətən xeyli yüksək yük tutumuna imkan verir. Mərhələli qranit məhlulunun PRO560LM əsas oxu 150 kq yük tutumuna malik olsa da, müvafiq IGM məhlulu 300 kq yük daşıya bilər. Eynilə, mərhələli qranit məhlulunun PRO280LM körpü oxu 150 kq-a qədər yükü dəstəkləyir, IGM məhlulunun körpü oxu isə 200 kq-a qədər yük daşıya bilər.

Hərəkətli Kütlə

Mexaniki daşıyıcı IGM oxlarındakı daha böyük yastıqlar daha yaxşı bucaq performans xüsusiyyətləri və daha böyük yük daşıma qabiliyyəti təklif etsə də, onlar daha böyük, daha ağır yük maşınları ilə də gəlir. Bundan əlavə, IGM vaqonları elə dizayn edilmişdir ki, hissənin sərtliyini artırmaq və istehsalı sadələşdirmək üçün qranit üzərində mərhələ oxu üçün zəruri olan (lakin IGM oxu tərəfindən tələb olunmayan) müəyyən emal olunmuş xüsusiyyətlər çıxarılsın. Bu amillər IGM oxunun müvafiq mərhələ qranit oxundan daha böyük hərəkət edən kütləyə malik olması deməkdir. Mübahisəsiz bir mənfi cəhət, mühərrik qüvvəsi çıxışının dəyişməz qalması şərtilə IGM-in maksimum sürətlənməsinin daha aşağı olmasıdır. Bununla belə, müəyyən hallarda daha böyük hərəkət edən kütlə, daha böyük ətalətinin pozuntulara daha çox müqavimət göstərə bilməsi baxımından faydalı ola bilər ki, bu da mövqedəki sabitliyin artması ilə əlaqəli ola bilər.

Struktur Dinamikası

IGM sisteminin daha yüksək yastıq sərtliyi və daha sərt daşınması, modal analiz aparmaq üçün sonlu element analizi (FEA) proqram paketindən istifadə etdikdən sonra görünən əlavə üstünlüklər təmin edir. Bu tədqiqatda, hərəkət edən daşıyıcının servo bant genişliyinə təsirinə görə ilk rezonansını araşdırdıq. PRO560LM daşıyıcısı 400 Hz-də rezonansla qarşılaşır, müvafiq IGM daşıyıcısı isə 430 Hz-də eyni rejimi yaşayır. Şəkil 3 bu nəticəni göstərir.

Ənənəvi qranit mərhələsi ilə müqayisədə IGM həllinin daha yüksək rezonansı qismən daha sərt kareta və yastıq dizaynı ilə əlaqələndirilə bilər. Daha yüksək kareta rezonansı daha yüksək servo bant genişliyinə və beləliklə, təkmilləşdirilmiş dinamik performansa sahib olmağa imkan verir.

Əməliyyat mühiti

İstifadəçinin prosesi nəticəsində yaranan və ya maşının mühitində başqa cür mövcud olan çirkləndiricilər olduqda, ox möhürlənməsi demək olar ki, həmişə məcburidir. Qranit üzərində mərhələ həlləri oxun daxili qapalı təbiətinə görə bu vəziyyətlərdə xüsusilə uyğundur. Məsələn, PRO seriyalı xətti mərhələlər daxili mərhələ komponentlərini çirklənmədən ağlabatan dərəcədə qoruyan sərt örtüklər və yan möhürlərlə təchiz olunmuşdur. Bu mərhələlər, mərhələ keçdikcə üst sərt örtükdən zibilləri təmizləmək üçün əlavə masaüstü sileceklərlə də konfiqurasiya edilə bilər. Digər tərəfdən, IGM hərəkət platformaları təbiətcə açıqdır, yataklar, mühərriklər və enkoderlər açıqdır. Daha təmiz mühitlərdə problem olmasa da, çirklənmə olduqda bu problemli ola bilər. Zibildən qorunma təmin etmək üçün IGM ox dizaynına xüsusi körük tipli yol örtüyü daxil etməklə bu problemi həll etmək mümkündür. Lakin düzgün tətbiq edilmədikdə, körüklər bütün hərəkət diapazonunda hərəkət edərkən arabaya xarici qüvvələr verərək oxun hərəkətinə mənfi təsir göstərə bilər.

Baxım

Xidmət qabiliyyəti qranit üzərində pilləli və IGM hərəkət platformaları arasında fərqləndirici amildir. Xətti mühərrikli oxlar möhkəmliyi ilə məşhurdur, lakin bəzən texniki xidmət göstərmək lazım gəlir. Müəyyən texniki xidmət əməliyyatları nisbətən sadədir və sözügedən oxu çıxarmadan və ya sökmədən yerinə yetirilə bilər, lakin bəzən daha ətraflı sökülmə tələb olunur. Hərəkət platforması qranit üzərində quraşdırılmış ayrı-ayrı pillələrdən ibarət olduqda, texniki xidmət kifayət qədər sadə bir işdir. Əvvəlcə pilləni qranitdən sökün, sonra lazımi texniki xidmət işlərini yerinə yetirin və yenidən quraşdırın. Və ya sadəcə onu yeni bir pillə ilə əvəz edin.

IGM həlləri texniki xidmət göstərərkən bəzən daha çətin ola bilər. Xətti mühərrikin tək bir maqnit yolunun dəyişdirilməsi bu halda çox sadə olsa da, daha mürəkkəb texniki xidmət və təmir işləri tez-tez oxu təşkil edən komponentlərin çoxunun və ya hamısının tamamilə sökülməsini əhatə edir ki, bu da komponentlər birbaşa qranitə quraşdırıldıqda daha çox vaxt aparır. Texniki xidmət göstərdikdən sonra qranit əsaslı oxları bir-birinə yenidən uyğunlaşdırmaq da daha çətindir - bu, ayrı-ayrı mərhələlərlə daha sadə bir işdir.

Cədvəl 1. Qranit üzərində mexaniki daşıyıcı mərhələ və IGM həlləri arasındakı əsas texniki fərqlərin xülasəsi.

İqtisadi müqayisə

İstənilən hərəkət sisteminin mütləq dəyəri səyahət uzunluğu, ox dəqiqliyi, yük tutumu və dinamik imkanlar da daxil olmaqla bir neçə amildən asılı olaraq dəyişsə də, bu tədqiqatda aparılan analoji IGM və qranit üzərində mərhələli hərəkət sistemlərinin nisbi müqayisələri göstərir ki, IGM həlləri qranit üzərində mərhələli həmkarlarına nisbətən orta və yüksək dəqiqlikli hərəkəti orta dərəcədə aşağı qiymətlərlə təklif edə bilir.

İqtisadi araşdırmamız üç əsas xərc komponentindən ibarətdir: maşın hissələri (həm istehsal olunmuş, həm də alınmış komponentlər daxil olmaqla), qranit yığımı, əmək haqqı və ümumi xərclər.

Maşın hissələri

IGM həlli, maşın hissələri baxımından qranit üzərində mərhələ həllinə nisbətən nəzərəçarpacaq qənaət təklif edir. Bu, əsasən IGM-də Y və X oxları üzərində mürəkkəb şəkildə işlənmiş mərhələ əsaslarının olmaması ilə əlaqədardır ki, bu da qranit üzərində mərhələ həllərinə mürəkkəblik və xərc əlavə edir. Bundan əlavə, xərc qənaəti IGM həllindəki digər işlənmiş hissələrin, məsələn, IGM sistemində istifadə üçün nəzərdə tutulduqda daha sadə xüsusiyyətlərə və bir qədər daha rahat tolerantlığa malik ola bilən hərəkətli vaqonların nisbi sadələşdirilməsi ilə əlaqələndirilə bilər.

Qranit Yığıncaqları

Həm IGM, həm də mərhələ-qranit sistemlərindəki qranit əsas-qaldırıcı-körpü birləşmələri oxşar forma faktoruna və görünüşə malik görünsə də, IGM qranit birləşmələri bir qədər daha bahalıdır. Bunun səbəbi, mərhələ-qranit məhlulunda IGM məhlulundakı qranit emal olunmuş mərhələ əsaslarının yerini tutmasıdır ki, bu da qranit məhlulunun kritik bölgələrdə ümumiyyətlə daha sərt toleranslara və hətta məsələn, ekstrüde edilmiş kəsiklər və/və ya yivli polad əlavələr kimi əlavə xüsusiyyətlərə malik olmasını tələb edir. Lakin, bizim nümunə tədqiqatımızda qranit strukturunun əlavə mürəkkəbliyi maşın hissələrindəki sadələşdirmə ilə kompensasiya olunur.

Əmək və Üst Xərclər

Həm IGM, həm də qranit üzərində mərhələli sistemlərin yığılması və sınaqdan keçirilməsində bir çox oxşarlıqlar olduğundan, əmək və əlavə xərclərdə əhəmiyyətli bir fərq yoxdur.

Bütün bu xərc amilləri birləşdirildikdən sonra, bu tədqiqatda araşdırılan spesifik mexaniki daşıyıcı IGM məhlulu mexaniki daşıyıcı, qranit üzərində mərhələli məhluldan təxminən 15% daha ucuzdur.

Əlbəttə ki, iqtisadi təhlilin nəticələri yalnız səyahət uzunluğu, dəqiqlik və yük tutumu kimi xüsusiyyətlərdən deyil, həm də qranit təchizatçısının seçimi kimi amillərdən asılıdır. Bundan əlavə, qranit konstruksiyasının alınması ilə bağlı çatdırılma və logistika xərclərini nəzərə almaq məsləhətdir. Xüsusilə çox böyük qranit sistemləri üçün faydalı olsa da, bütün ölçülər üçün doğru olsa da, son sistemin yığılacağı yerə daha yaxın ixtisaslı qranit təchizatçısını seçmək xərcləri minimuma endirməyə kömək edə bilər.

Həmçinin qeyd etmək lazımdır ki, bu təhlil tətbiqdən sonrakı xərcləri nəzərə almır. Məsələn, hərəkət sisteminə hərəkət oxunu təmir etməklə və ya dəyişdirməklə xidmət göstərmək lazım gəldiyini düşünək. Qranit üzərindəki mərhələli sistem sadəcə təsirlənmiş oxu çıxarmaq və təmir etmək/dəyişdirməklə xidmət göstərilə bilər. Daha modulyar mərhələ tipli dizayna görə, ilkin sistem xərcinin daha yüksək olmasına baxmayaraq, bu, nisbi asanlıqla və sürətlə edilə bilər. IGM sistemləri ümumiyyətlə qranit üzərindəki mərhələli analoqlarından daha aşağı qiymətə əldə edilə bilsə də, konstruksiyanın inteqrasiya olunmuş təbiətinə görə onları sökmək və xidmət göstərmək daha çətin ola bilər.

Nəticə

Aydındır ki, hər bir hərəkət platforması dizaynı — qranit üzərində səhnə və IGM — fərqli üstünlüklər təklif edə bilər. Bununla belə, müəyyən bir hərəkət tətbiqi üçün ən ideal seçimin hansı olduğu həmişə aydın olmur. Buna görə də, çətin hərəkət idarəetməsi və avtomatlaşdırma tətbiqlərinə həll alternativlərini araşdırmaq və dəyərli fikirlər vermək üçün xüsusi tətbiq yönümlü, məsləhətçi yanaşma təklif edən Aerotech kimi təcrübəli hərəkət və avtomatlaşdırma sistemləri təchizatçısı ilə tərəfdaşlıq etmək çox faydalıdır. Yalnız bu iki növ avtomatlaşdırma həlli arasındakı fərqi deyil, həm də onların həll etməli olduqları problemlərin fundamental aspektlərini anlamaq, layihənin həm texniki, həm də maliyyə məqsədlərinə cavab verən bir hərəkət sistemi seçməyin uğurunun əsas açarıdır.

AEROTECH-dən.