A selezzione di a piattaforma di muvimentu lineale basata in granitu più adatta per una determinata applicazione dipende da una mansa di fatturi è variabili.Hè cruciale di ricunnosce chì ogni applicazione hà u so propiu inseme unicu di esigenze chì deve esse capitu è priorità per perseguite una suluzione efficace in termini di una piattaforma di muvimentu.
Una di e soluzioni più omnipresente implica a stallazione di tappe di posizionamentu discrete nantu à una struttura di granitu.Una altra suluzione cumuna integra i cumpunenti chì cumponenu l'assi di u muvimentu direttamente in u granitu stessu.Sceglie trà una piattaforma di stage-on-granite è una piattaforma di movimentu integratu di granitu (IGM) hè una di e decisioni prima da esse fatte in u prucessu di selezzione.Ci hè una distinzione chjara trà i dui tipi di suluzione, è di sicuru ognuna hà i so meriti - è caveats - chì deve esse attentamente capitu è cunsideratu.
Per offre una megliu insight in stu prucessu di decisione, valutemu e differenze trà dui disinni di piattaforma di movimentu lineale fundamentale - una suluzione tradiziunale di stage-on-granite, è una soluzione IGM - da prospettive tecniche è finanziarie in forma di un meccanicu. cuscinetti studiu di casu.
Sfondate
Per esplorà e similitudini è e differenze trà i sistemi IGM è i sistemi tradiziunali di stage-on-granite, avemu generatu dui disinni di test-case:
- Cuscinettu meccanicu, stage-on-granite
- Cuscinettu meccanicu, IGM
In i dui casi, ogni sistema hè custituitu da trè assi di muvimentu.L'assi Y offre 1000 mm di viaghju è si trova nantu à a basa di a struttura di granitu.L'assi X, situatu nantu à u ponte di l'assemblea cù 400 mm di viaghju, porta l'assi Z verticale cù 100 mm di viaghju.Stu arrangiamentu hè rapprisintatu pictograficamente.
Per u disignu stage-on-granite, avemu sceltu un palcuscenicu largu PRO560LM per l'assi Y per via di a so più grande capacità di trasportu di carichi, cumuna per parechje applicazioni di muvimentu chì utilizanu sta disposizione "Y / XZ split-bridge".Per l'assi X, avemu sceltu un PRO280LM, chì hè comunmente utilizatu cum'è un assi di ponte in parechje applicazioni.U PRO280LM offre un equilibriu praticu trà a so impronta è a so capacità di portà un assi Z cù una carica di u cliente.
Per i disinni IGM, avemu riplicatu strettamente i cuncetti fundamentali di u disignu è i schemi di l'assi sopra, cù a diferenza primaria chì l'assi IGM sò custruiti direttamente in a struttura di granitu, è per quessa ùn mancanu e basi di cumpunenti machined presenti in u stage-on. - disegni in granitu.
Cumunu in i dui casi di cuncepimentu hè l'assi Z, chì hè statu sceltu per esse un palcuscenicu PRO190SL à viti.Questu hè un assi assai populari per aduprà in l'orientazione verticale nantu à un ponte per via di a so generosa capacità di carica è di un fattore di forma relativamente compactu.
A Figura 2 illustra i sistemi specifichi di stadi nantu à u granitu è IGM studiati.
Comparazione tecnica
I sistemi IGM sò cuncepiti cù una varietà di tecniche è cumpunenti chì sò simili à quelli chì si trovanu in i disinni tradiziunali di stage-on-granite.In u risultatu, ci sò numerosi proprietà tecniche in cumunu trà i sistemi IGM è i sistemi stage-on-granite.À u cuntrariu, l'integrazione di l'assi di u muvimentu direttamente in a struttura di granitu offre parechje caratteristiche distintive chì distinguenu i sistemi IGM da i sistemi stage-on-granite.
Fattore di forma
Forsi a similarità più ovvia principia cù a fundazione di a macchina - u granitu.Ancu s'ellu ci sò diffirenzii in e caratteristiche è tolleranze trà i disinni di stage-on-granite è IGM, e dimensioni generale di a basa di granitu, risers è ponte sò equivalenti.Questu hè principalmente perchè i viaggi nominali è limite sò identici trà stage-on-granite è IGM.
Custruzzione
A mancanza di basi di l'assi di cumpunenti machined in u disignu IGM furnisce certi vantaghji nantu à e suluzioni stage-on-granite.In particulare, a riduzzione di cumpunenti in u ciclu strutturale di l'IGM aiuta à aumentà a rigidità generale di l'assi.Permette ancu una distanza più corta trà a basa di granitu è a superficia superiore di u carru.In stu casu particulare, u disignu IGM offre una altezza di a superficia di travagliu 33% più bassa (80 mm cumparatu à 120 mm).Non solu sta altezza di travagliu più chjuca permette un disignu più compactu, ma ancu riduce l'offsets di a macchina da u mutore è l'encoder à u puntu di travagliu, risultatu in errori Abbe ridotti è per quessa un rendimentu di posizionamentu di u puntu di travagliu rinfurzatu.
Cumpunenti di l'assi
Fighjendu più in profondità in u disignu, e soluzioni stage-on-granite è IGM sparte parechji cumpunenti chjave, cum'è i mutori lineari è i codificatori di posizione.A selezzione cumuna di forza è magnete porta à capacità equivalenti di forza-output.In listessu modu, l'usu di i stessi codificatori in i dui disinni furnisce una risoluzione idèntica per u feedback di posizionamentu.In u risultatu, a precisione lineale è a prestazione di ripetibilità ùn hè micca significativamente sfarente trà e soluzioni stage-on-granite è IGM.A disposizione di cumpunenti simili, cumprese a separazione di i cuscinetti è a tolleranza, porta à prestazioni paragunabili in termini di movimenti d'errore geomètrico (vale à dì, rettitezza horizontale è verticale, pitch, roll and yaw).Infine, l'elementi di supportu di i dui disinni, cumprese a gestione di cavi, i limiti elettrici è i hardstops, sò fundamentalmente identici in funzione, anche si ponu varià un pocu in l'aspettu fisicu.
Cuscinetti
Per stu disignu particulari, una di e differenze più notevuli hè a selezzione di cuscinetti di guida lineari.Ancu s'è i cuscinetti di sfere di ricirculazione sò usati in i sistemi stage-on-granite è IGM, u sistema IGM permette di incorpore cuscinetti più grossi è più rigidi in u disignu senza aumentà l'altezza di travagliu di l'assi.Perchè u disignu IGM s'appoghja nantu à u granitu cum'è a so basa, in uppusizione à una basa di cumpunenti machined separata, hè pussibule di ricuperà una parte di l'immubiliare verticale chì altrimenti seria cunsumata da una basa machined, è essenzialmente riempie stu spaziu cù più grande. cuscinetti mentre riducendu sempre l'altezza generale di u carru sopra u granitu.
Rigidità
L'usu di cuscinetti più grande in u disignu IGM hà un impattu prufondu nantu à a rigidità angulare.In u casu di l'asse inferiore di corpu largu (Y), a suluzione IGM offre più di 40% di rigidità di rollu più grande, 30% di rigidità di pitch più grande è 20% di rigidità di guidà più grande di un disignu currispundente stage-on-granite.In listessu modu, u ponte di l'IGM offre un quadruplicatu di a rigidità di rollu, duppià a rigidità di pitch è più di 30% più di rigidità di guidà più di a so controparte stage-on-granite.Una rigidità angulare più alta hè vantaghjusa perchè cuntribuisce direttamente à una prestazione dinamica migliurata, chì hè chjave per permette un rendimentu più altu di a macchina.
Capacità di carica
I cuscinetti più grandi di a suluzione IGM permettenu una capacità di carica sostanzialmente più altu ch'è una soluzione stage-on-granite.Ancu se l'assi di basa PRO560LM di a suluzione di stage-on-granite hà una capacità di carica di 150 kg, a suluzione IGM currispondente pò accoglie una carica di 300 kg.In listessu modu, l'assi di ponte PRO280LM di u palcuscenicu di u granitu sustene 150 kg, mentri l'assi di u ponte di a suluzione IGM pò purtà finu à 200 kg.
Massa in muvimentu
Mentre i cuscinetti più grandi in l'assi IGM à cuscinetti meccanichi offrenu attributi di rendiment angulari megliu è una capacità di trasportu di carica più grande, venenu ancu cù camioni più grossi è più pesanti.Inoltre, i carrughji IGM sò cuncepiti in modu chì certe caratteristiche meccaniche necessarie per un assi di stage-on-granite (ma micca richieste da un assi IGM) sò sguassate per aumentà a rigidità di a parte è simplificà a fabricazione.Questi fattori significanu chì l'assi IGM hà una massa in movimentu più grande ch'è un assi currispundente stage-on-granite.Un inconveniente indiscutibile hè chì l'accelerazione massima di l'IGM hè più bassu, assumendu chì l'output di forza di u mutore ùn hè micca cambiatu.Eppuru, in certe situazioni, una massa in muvimentu più grande pò esse vantaghju da a perspettiva chì a so inerzia più grande pò furnisce una resistenza più grande à i disturbi, chì ponu correlate à una stabilità in pusizioni aumentata.
Dinamica strutturale
A più alta rigidità di u cuscinettu di u sistema IGM è u trasportu più rigidu furnisce benefici supplementari chì sò evidenti dopu l'usu di un pacchettu di software di analisi di elementi finiti (FEA) per fà un analisi modale.In questu studiu, avemu esaminatu a prima risonanza di u carru in muvimentu per via di u so effettu nantu à a larghezza di banda servo.U carru PRO560LM scontra una risonanza à 400 Hz, mentre chì u carricu IGM currispundente sperimenta u listessu modu à 430 Hz.A figura 3 illustra stu risultatu.
A risonanza più alta di a suluzione IGM, paragunata à u tradiziunale stage-on-granite, pò esse attribuita in parte à u trasportu più rigidu è u designu di cuscinetti.Una risonanza di carru più altu permette di avè una larghezza di banda servo più grande è dunque un rendiment dinamicu megliu.
Ambiente operativu
A sigillabilità di l'assi hè quasi sempre ubligatoria quandu i contaminanti sò prisenti, sia generati attraversu u prucessu di l'utilizatore o altrimenti esistenti in l'ambiente di a macchina.Stage-on-granite suluzioni sò particularmente adattati in queste situazioni per via di a natura intrinsecamente chjusa di l'assi.I tappe lineari di a serie PRO, per esempiu, sò dotati di copertine rigide è sigilli laterali chì pruteggenu i cumpunenti di u palcuscenicu internu da a contaminazione in una misura raghjone.Queste tappe ponu ancu esse cunfigurate cù pulitori di tavulinu opzionali per spazzà i detriti da a copertina rigida superiore mentre u stadiu passa.Per d 'altra banda, i plataformi di muvimentu IGM sò intrinsecamente aperti in natura, cù i cuscinetti, i motori è i codificatori esposti.Ancu s'ellu ùn hè micca un prublema in ambienti più puliti, questu pò esse problematicu quandu a contaminazione hè presente.Hè pussibule affruntà stu prublema incorporendu una cupertura di modu speciale in stile di soffietto in un disignu di l'assi IGM per furnisce a prutezzione di i detriti.Ma s'ellu ùn hè micca implementatu currettamente, u soffiu pò influenzà negativamente u muvimentu di l'assi impartindu forze esterne à u carru mentre si move in tutta a so gamma di viaghju.
Mantenimentu
A servibilità hè un differenziatore trà e plataforme di movimentu di stage-on-granite è IGM.L'assi di mutori lineari sò ben cunnisciuti per a so robustezza, ma qualchì volta hè necessariu di fà mantenimentu.Certi operazioni di mantenimentu sò relativamente simplici è ponu esse realizatu senza sguassà o smontà l'assi in quistione, ma qualchì volta hè necessariu un teardown più cumpletu.Quandu a piattaforma di muvimentu hè custituita da tappe discrete muntate nantu à granitu, u serviziu di serviziu hè un compitu abbastanza simplice.Prima, dismount the stage from the granite, and then perform the necessary maintenance work and remount it.Or, simpricimenti rimpiazzà lu cù una nova tappa.
E soluzioni IGM ponu à volte esse più sfida quandu si esegue a manutenzione.Ancu s'è a rimpiazzamentu di una sola pista magnetu di u mutore lineale hè assai simplice in questu casu, u mantenimentu è a riparazione più complicata spessu implicanu di disassemblamentu cumplettamente di parechji o di tutti i cumpunenti chì componenu l'assi, chì hè più tempu quandu i cumpunenti sò muntati direttamente à granitu.Hè ancu più difficiuli di riallineà l'assi basati in granitu unu à l'altru dopu avè realizatu u mantenimentu - un compitu chì hè considerablemente più simplice cù tappe discrete.
Table 1. Un riassuntu di i differenzi tecnichi fundamentali trà suluzioni stage-on-granite è IGM meccanica-bearing.
| Descrizzione | Sistema Stage-on-Granite, Cuscinettu Meccanicu | Sistema IGM, cuscinetti meccanichi | |||
| Asse di basa (Y) | Assi di ponte (X) | Asse di basa (Y) | Assi di ponte (X) | ||
| Rigidità normalizzata | Verticale | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.1 |
| Laterali | 1.5 | ||||
| Pitch | 1.3 | 2.0 | |||
| Roll | 1.4 | 4.1 | |||
| Ignata | 1.2 | 1.3 | |||
| Capacità di carica utile (kg) | 150 | 150 | 300 | 200 | |
| Massa in muvimentu (kg) | 25 | 14 | 33 | 19 | |
| Altezza di u tavulinu (mm) | 120 | 120 | 80 | 80 | |
| Sigillabilità | Copertina rigida è sigilli laterali offrenu a prutezzione di i detriti chì entranu in l'assi. | IGM hè di solitu un disignu apertu.La sigillatura richiede l'aggiunta di una copertura a soffietto o simile. | |||
| Serviceability | E tappe di cumpunenti ponu esse eliminate è facilmente servite o rimpiazzate. | L'assi sò intrinsecamente custruiti in a struttura di granitu, facendu u serviziu più difficiule. | |||
Comparazione ecunomica
Mentre chì u costu assolutu di qualsiasi sistema di movimentu varierà basatu annantu à parechji fatturi chì includenu a durata di viaghju, a precisione di l'assi, a capacità di carica è e capacità dinamiche, i paraguni relativi di sistemi di movimentu IGM analoghi è stage-on-granite realizati in stu studiu suggerenu chì e soluzioni IGM sò capaci di offre un muvimentu di precisione media à alta à un costu moderatu più bassu cà i so contraparti di scena nantu à u granitu.
U nostru studiu ecunomicu hè custituitu da trè cumpunenti di u costu fundamentali: parti di a macchina (cumprese tramindui pezzi fabbricati è cumpunenti acquistati), l'assemblea di granitu, è u travagliu è l'overhead.
Parti di Macchine
Una soluzione IGM offre risparmi notevoli rispetto a una soluzione stage-on-granite in termini di pezzi di macchina.Questu hè principarmenti duvuta à a mancanza di l'IGM di basi di scena intricately machined nantu à l'assi Y è X, chì aghjunghjenu cumplessità è costu à e suluzioni stage-on-granite.Inoltre, u risparmiu di costu pò esse attribuitu à a simplificazione relativa di l'altri pezzi machinati nantu à a suluzione IGM, cum'è i carri in muvimentu, chì ponu avè caratteristiche più simplici è tolleranze un pocu più rilassate quandu sò pensati per l'usu in un sistema IGM.
Assemblage di granitu
Ancu s'è l'assemblee di basa di granitu-riser-ponte in i sistemi IGM è stage-on-granite parevanu avè un fattore di forma è apparenza simili, l'assemblea di granitu IGM hè marginalmente più caru.Questu hè perchè u granitu in a suluzione IGM pigghia u locu di e basi di u palcuscenicu machined in a suluzione di u palcuscenicu di u granitu, chì esige chì u granitu hà tolleranze generalmente più strette in regioni critiche, è ancu caratteristiche supplementari, cum'è tagli estrusi è / o inserti d'acciaio filettati, per esempiu.In ogni casu, in u nostru studiu di casu, a cumplessità aghjunta di a struttura di granitu hè più cà compensata da a simplificazione in e parti di a macchina.
Labour è Overhead
A causa di e parechje similitudini in l'assemblea è a prova di l'IGM è di i sistemi di stage-on-granite, ùn ci hè micca una differenza significativa in i costi di u travagliu è di i costi generali.
Una volta tutti sti fattori di costu sò cumminati, a suluzione IGM specificu meccanica-bearing esaminata in stu studiu hè circa 15% menu costu cà a suluzione meccanica-bearing, stage-on-granite.
Di sicuru, i risultati di l'analisi ecunomica dipende micca solu da l'attributi cum'è a durata di u viaghju, a precisione è a capacità di carica, ma ancu di fatturi cum'è a selezzione di u fornitore di granitu.Inoltre, hè prudente di cunsiderà i costi di spedizione è logistica assuciati à l'acquisto di una struttura di granitu.Spécialmente utile per i sistemi di granitu assai grande, ancu s'ellu hè vera per tutte e dimensioni, sceglie un fornitore di granitu qualificatu in più vicinu à u locu di l'assemblea finale di u sistema pò aiutà à minimizzà ancu i costi.
Hè ancu esse nutatu chì sta analisi ùn cunsiderà micca i costi post-implementazione.Per esempiu, supponi chì diventa necessariu di serviziu di u sistema di muvimentu riparà o rimpiazzà un assi di muvimentu.Un sistema di stage-on-granite pò esse servitu solu per sguassà è riparà / rimpiazzà l'assi affettati.A causa di u disignu più modulare in stile di scena, questu pò esse fattu cun relativa facilità è rapidità, malgradu u costu iniziale di u sistema più altu.Ancu s'è i sistemi IGM ponu generalmente esse ottenuti à un costu più bassu cà i so contraparti di u stadiu in granitu, ponu esse più sfida à disassemble è serviziu per via di a natura integrata di a custruzzione.
Cunclusioni
Chjaramente ogni tipu di cuncepimentu di piattaforma di muvimentu - stage-on-granite è IGM - ponu offre benefici distinti.Tuttavia, ùn hè micca sempre evidenti quale hè a scelta più ideale per una applicazione di muvimentu particulari.Per quessa, hè assai benefiziu di associà cù un fornitore di sistemi di muvimentu è automatizazione espertu, cum'è Aerotech, chì offre un approcciu cunsultivu distintamente focalizatu in l'applicazione per spiegà è furnisce una insight preziosa in alternative di soluzione à sfida di l'applicazioni di cuntrollu di muvimentu è automatizazione.Capisce micca solu a diffarenza trà sti dui varietà di suluzioni di l'automatizazione, ma ancu l'aspettu fundamentali di i prublemi chì sò tenuti à risolve, hè a chjave sottostante per u successu in a scelta di un sistema di movimentu chì indirizza sia l'ugettivi tecnichi è finanziarii di u prugettu.
Da AEROTECH.
Tempu di post: 31-dic-2021