La elekto de la plej taŭga granit-bazita linia movplatformo por difinita apliko dependas de amaso da faktoroj kaj variabloj. Estas grave rekoni, ke ĉiu apliko havas sian propran unikan aron de postuloj, kiujn oni devas kompreni kaj prioritatigi por trovi efikan solvon rilate al movplatformo.
Unu el la pli ĉieaj solvoj implikas munti diskretajn poziciigajn platformojn sur granitan strukturon. Alia ofta solvo integras la komponantojn, kiuj konsistigas la movaksojn, rekte en la graniton mem. Elekti inter platformo sur granito kaj platformo kun integra granita movo (IGM) estas unu el la pli fruaj decidoj farotaj en la elektoprocezo. Ekzistas klaraj distingoj inter ambaŭ solvotipoj, kaj kompreneble ĉiu havas siajn proprajn meritojn - kaj singardojn - kiujn oni devas zorge kompreni kaj konsideri.
Por oferti pli bonan komprenon pri ĉi tiu decidprocezo, ni taksas la diferencojn inter du fundamentaj dezajnoj de lineara movoplatformoj — tradicia scenejo-sur-granita solvo, kaj IGM-solvo — el kaj teknikaj kaj financaj perspektivoj en la formo de kazesploro pri mekanika lagro.
Fono
Por esplori la similecojn kaj diferencojn inter IGM-sistemoj kaj tradiciaj scenejo-sur-granitaj sistemoj, ni generis du testkazajn dezajnojn:
- Mekanika birado, scenejo-sur-granito
- Mekanika birado, IGM
En ambaŭ kazoj, ĉiu sistemo konsistas el tri movo-aksoj. La Y-akso ofertas 1000 mm da movo kaj situas sur la bazo de la granita strukturo. La X-akso, situanta sur la ponto de la muntado kun 400 mm da movo, portas la vertikalan Z-akson kun 100 mm da movo. Ĉi tiu aranĝo estas reprezentita piktografie.
Por la scenejo-sur-granita dezajno, ni elektis larĝkorpan scenejon PRO560LM por la Y-akso pro ĝia pli granda ŝarĝo-portanta kapacito, ofta por multaj movaj aplikoj uzantaj ĉi tiun "Y/XZ dividitan ponton" aranĝon. Por la X-akso, ni elektis PRO280LM, kiu estas ofte uzata kiel pontakso en multaj aplikoj. La PRO280LM ofertas praktikan ekvilibron inter sia piedsigno kaj sia kapablo porti Z-akson kun klienta utila ŝarĝo.
Por la IGM-dezajnoj, ni proksime kopiis la fundamentajn dezajnkonceptojn kaj enpaĝigojn de la supre menciitaj aksoj, kun la ĉefa diferenco estanta, ke la IGM-aksoj estas enkonstruitaj rekte en la granitan strukturon, kaj tial malhavas la maŝinprilaboritajn komponentajn bazojn ĉeestantajn en la scenejo-sur-granitaj dezajnoj.
Ofta en ambaŭ dezajnaj kazoj estas la Z-akso, kiu estis elektita kiel PRO190SL-pilkŝraŭba platformo. Ĉi tiu estas tre populara akso por uzi en vertikala orientiĝo sur ponto pro ĝia malavara utila ŝarĝo kaj relative kompakta formofaktoro.
Figuro 2 ilustras la specifajn scenejo-sur-granito kaj IGM-sistemojn studitajn.
Teknika Komparo
IGM-sistemoj estas desegnitaj uzante diversajn teknikojn kaj komponantojn similajn al tiuj troveblaj en tradiciaj scenejo-sur-granitaj dezajnoj. Rezulte, ekzistas multaj teknikaj ecoj komunaj inter IGM-sistemoj kaj scenejo-sur-granitaj sistemoj. Male, integri la movaksojn rekte en la granitan strukturon ofertas plurajn distingajn karakterizaĵojn, kiuj diferencigas IGM-sistemojn de scenejo-sur-granitaj sistemoj.
Formofaktoro
Eble la plej evidenta simileco komenciĝas ĉe la fundamento de la maŝino — la granito. Kvankam ekzistas diferencoj en la trajtoj kaj tolerancoj inter scenejo-sur-granito kaj IGM-dezajnoj, la ĝeneralaj dimensioj de la granita bazo, leviloj kaj ponto estas ekvivalentaj. Ĉi tio estas ĉefe ĉar la nominalaj kaj limaj vojaĝoj estas identaj inter scenejo-sur-granito kaj IGM.
Konstruado
La manko de aksobazoj kun maŝinprilaboritaj komponentoj en la IGM-dezajno provizas certajn avantaĝojn kompare kun scenejo-sur-granitaj solvoj. Aparte, la redukto de komponentoj en la struktura buklo de la IGM helpas pliigi la ĝeneralan rigidecon de la akso. Ĝi ankaŭ permesas pli mallongan distancon inter la granita bazo kaj la supra surfaco de la kaleŝo. En ĉi tiu aparta kazesploro, la IGM-dezajno ofertas 33% pli malaltan laborsurfacan altecon (80 mm kompare kun 120 mm). Ĉi tiu pli malgranda labora alteco ne nur permesas pli kompaktan dezajnon, sed ankaŭ reduktas la maŝinajn delokigojn de la motoro kaj kodigilo al la laborpunkto, rezultante en reduktitaj Abbe-eraroj kaj tial plibonigita rendimento de la poziciigado de la laborpunkto.
Aksaj Komponantoj
Pli profunde en la dezajnon, la scenejo-sur-granitaj kaj IGM-solvoj dividas kelkajn ŝlosilajn komponantojn, kiel ekzemple linearaj motoroj kaj poziciaj kodigiloj. Komuna elekto de devigilo kaj magneta trako kondukas al ekvivalentaj forto-eligaj kapabloj. Simile, uzi la samajn kodigilojn en ambaŭ dezajnoj provizas idente bonan distingivon por pozicia religo. Rezulte, la lineara precizeco kaj ripetebleca agado ne signife diferencas inter scenejo-sur-granitaj kaj IGM-solvoj. Simila komponenta aranĝo, inkluzive de apartigo kaj toleranco de lagroj, kondukas al komparebla agado rilate al geometriaj eraraj movoj (t.e., horizontala kaj vertikala rekteco, kliniĝo, ruliĝo kaj devio). Fine, la subtenaj elementoj de ambaŭ dezajnoj, inkluzive de kablo-administrado, elektraj limoj kaj fiksaj haltigoj, estas principe identaj laŭ funkcio, kvankam ili povas iom varii laŭ fizika aspekto.
Lagroj
Por ĉi tiu aparta dezajno, unu el la plej rimarkindaj diferencoj estas la elekto de liniaj gvidlagroj. Kvankam recirkulantaj globlagroj estas uzataj kaj en scenejo-sur-granito kaj en IGM-sistemoj, la IGM-sistemo ebligas integri pli grandajn, pli rigidajn lagrojn en la dezajnon sen pliigi la laboralton de la akso. Ĉar la IGM-dezajno dependas de la granito kiel sia bazo, kontraste al aparta maŝinprilaborita bazo, eblas repreni iom da la vertikala spaco, kiun alie okupus maŝinprilaborita bazo, kaj esence plenigi ĉi tiun spacon per pli grandaj lagroj, samtempe reduktante la totalan kaleŝalton super la granito.
Rigideco
La uzo de pli grandaj lagroj en la IGM-dezajno havas profundan efikon sur angula rigideco. Koncerne la larĝkorpan malsupran akson (Y), la IGM-solvo ofertas pli ol 40% pli grandan rulrigidecon, 30% pli grandan tonaltan rigidecon kaj 20% pli grandan deviadan rigidecon ol koresponda scenejo-sur-granita dezajno. Simile, la ponto de la IGM ofertas kvaroblan pliiĝon de rulrigideco, duoblan tonaltan rigidecon kaj pli ol 30% pli grandan deviadan rigidecon ol ĝia scenejo-sur-granita ekvivalento. Pli alta angula rigideco estas avantaĝa ĉar ĝi rekte kontribuas al plibonigita dinamika rendimento, kiu estas ŝlosila por ebligi pli altan maŝinan trairon.
Ŝarĝkapacito
La pli grandaj pendaĵoj de la IGM-solvo permesas konsiderinde pli altan ŝarĝkapaciton ol scenejo-sur-granita solvo. Kvankam la baza akso PRO560LM de la scenejo-sur-granita solvo havas ŝarĝkapaciton de 150 kg, la koresponda IGM-solvo povas akcepti ŝarĝkapaciton de 300 kg. Simile, la pontakso PRO280LM de la scenejo-sur-granito subtenas 150 kg, dum la pontakso de la IGM-solvo povas porti ĝis 200 kg.
Movanta Maso
Kvankam la pli grandaj lagroj en la IGM-aksoj kun mekanika lagro ofertas pli bonajn angulajn funkciajn atributojn kaj pli grandan ŝarĝoportantan kapaciton, ili ankaŭ venas kun pli grandaj, pli pezaj ĉaroj. Krome, la IGM-ĉaroj estas desegnitaj tiel, ke certaj maŝinprilaboritaj trajtoj necesaj por scenejo-sur-granita akso (sed ne postulataj de IGM-akso) estas forigitaj por pliigi la rigidecon de la parto kaj simpligi la fabrikadon. Ĉi tiuj faktoroj signifas, ke la IGM-akso havas pli grandan movan mason ol koresponda scenejo-sur-granita akso. Nediskutebla malavantaĝo estas, ke la maksimuma akcelo de la IGM estas pli malalta, supozante, ke la motora forto-eligo restas senŝanĝa. Tamen, en certaj situacioj, pli granda mova maso povas esti avantaĝa el la perspektivo, ke ĝia pli granda inercio povas provizi pli grandan reziston al perturboj, kio povas korelacii kun pliigita stabileco en pozicio.
Struktura Dinamiko
La pli alta rigideco de la portanta sistemo kaj pli rigida kaleŝo de la IGM provizas pliajn avantaĝojn, kiuj estas evidentaj post uzado de programaro por finia-elementa analizo (FEA) por plenumi modalan analizon. En ĉi tiu studo, ni ekzamenis la unuan resonancon de la moviĝanta kaleŝo pro ĝia efiko sur la bendlarĝo de servo. La kaleŝo PRO560LM renkontas resonancon je 400 Hz, dum la koresponda IGM-kaleŝo spertas la saman modon je 430 Hz. Figuro 3 ilustras ĉi tiun rezulton.
La pli alta resonanco de la IGM-solvo, kompare kun tradicia scenejo sur granito, povas esti parte atribuita al la pli rigida kaleŝo kaj lagrodezajno. Pli alta kaleŝoresonanco ebligas havi pli grandan servolarĝon kaj tial plibonigitan dinamikan rendimenton.
Funkciiga Medio
Aksosigelebleco preskaŭ ĉiam estas deviga kiam poluaĵoj ĉeestas, ĉu generitaj per la procezo de la uzanto aŭ alie ekzistantaj en la ĉirkaŭaĵo de la maŝino. Scenejo-sur-granitaj solvoj estas aparte taŭgaj en ĉi tiuj situacioj pro la esence fermita naturo de la akso. PRO-serio liniaj scenejoj, ekzemple, estas ekipitaj per durkovriloj kaj flankaj sigeloj, kiuj protektas la internajn scenejajn komponantojn de poluado ĝis akceptebla grado. Ĉi tiuj scenejoj ankaŭ povas esti agorditaj kun laŭvolaj tabloviŝiloj por balai derompaĵojn de la supra durkovrilo dum la scenejo moviĝas. Aliflanke, IGM-movaj platformoj estas esence malfermaj laŭ naturo, kun la lagroj, motoroj kaj kodiloj eksponitaj. Kvankam ne problemo en pli puraj medioj, ĉi tio povas esti problema kiam poluado ĉeestas. Eblas solvi ĉi tiun problemon per enkorpigo de speciala blekega vojkovrilo en IGM-aksodezajnon por provizi protekton kontraŭ derompaĵoj. Sed se ne efektivigita ĝuste, la blekegoj povas negative influi la moviĝon de la akso per aldono de eksteraj fortoj al la ĉaro dum ĝi moviĝas tra sia plena moviĝintervalo.
Prizorgado
Serveblo estas distingilo inter scenejo-sur-granito kaj IGM-movaj platformoj. Linear-motoraj aksoj estas konataj pro sia fortikeco, sed foje necesas fari prizorgadon. Certaj prizorgadaj operacioj estas relative simplaj kaj povas esti plenumitaj sen forigi aŭ malmunti la koncernan akson, sed foje pli detala malmuntado estas necesa. Kiam la mova platformo konsistas el apartaj scenejoj muntitaj sur granito, prizorgado estas sufiĉe simpla tasko. Unue, malmuntu la scenejon de la granito, poste faru la necesajn prizorgadajn laborojn kaj remuntu ĝin. Aŭ simple anstataŭigu ĝin per nova scenejo.
IGM-solvoj povas kelkfoje esti pli malfacilaj dum prizorgado. Kvankam anstataŭigi unuopan magnetan trakon de la lineara motoro estas tre simpla en ĉi tiu kazo, pli komplikaj prizorgadoj kaj riparoj ofte implikas tute malmunti multajn aŭ ĉiujn komponantojn konsistigantajn la akson, kio estas pli tempopostula kiam komponantoj estas muntitaj rekte sur granito. Estas ankaŭ pli malfacile realĝustigi la granitbazitajn aksojn unu al la alia post prizorgado - tasko konsiderinde pli simpla kun diskretaj ŝtupoj.
Tabelo 1. Resumo de la fundamentaj teknikaj diferencoj inter mekanike portantaj scenejoj sur granito kaj IGM-solvoj.
| Priskribo | Sistemo Scenejo-sur-Granito, Mekanika Birado | IGM-Sistemo, Mekanika Birado | |||
| Baza Akso (Y) | Ponta Akso (X) | Baza Akso (Y) | Ponta Akso (X) | ||
| Normaligita Rigideco | Vertikala | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.1 |
| Laterala | 1.5 | ||||
| Tonalto | 1.3 | 2.0 | |||
| Rulo | 1.4 | 4.1 | |||
| Devio | 1.2 | 1.3 | |||
| Utila ŝarĝo (kg) | 150 | 150 | 300 | 200 | |
| Movanta Maso (kg) | 25 | 14 | 33 | 19 | |
| Alto de tabloplato (mm) | 120 | 120 | 80 | 80 | |
| Sigelebleco | Malmola kovrilo kaj flankaj sigeloj ofertas protekton kontraŭ derompaĵoj enirantaj la akson. | IGM estas kutime malferma dezajno. Sigelado postulas la aldonon de balgokovrilo aŭ similaĵo. | |||
| Serveblo | Komponentaj stadioj povas esti forigitaj kaj facile prizorgataj aŭ anstataŭigitaj. | Hakiloj estas esence enkonstruitaj en la granitan strukturon, malfaciligante servadon. | |||
Ekonomia Komparo
Kvankam la absoluta kosto de iu ajn movadsistemo varios laŭ pluraj faktoroj, inkluzive de vojaĝlongo, aksoprecizeco, ŝarĝkapacito kaj dinamikaj kapabloj, la relativaj komparoj de analogaj IGM kaj scenejo-sur-granitaj movadsistemoj faritaj en ĉi tiu studo sugestas, ke IGM-solvoj kapablas oferti mez- ĝis altprecizecan moviĝon je modere pli malaltaj kostoj ol iliaj scenejo-sur-granitaj ekvivalentoj.
Nia ekonomia studo konsistas el tri fundamentaj kostkomponantoj: maŝinpartoj (inkluzive de kaj fabrikitaj partoj kaj aĉetitaj komponantoj), la granitmuntado, kaj laboro kaj suprekostoj.
Maŝinpartoj
Solvo IGM ofertas rimarkindajn ŝparojn kompare kun scenejo sur granito rilate al maŝinpartoj. Ĉi tio ĉefe ŝuldiĝas al la manko de komplekse maŝinprilaboritaj scenejobazoj sur la Y kaj X aksoj ĉe la IGM, kio aldonas kompleksecon kaj koston al la scenejo-sur granito. Plue, kostŝparoj povas esti atribuitaj al la relativa simpligo de aliaj maŝinprilaboritaj partoj en la IGM-solvo, kiel ekzemple la movaj ĉaroj, kiuj povas havi pli simplajn trajtojn kaj iom pli malstreĉitajn toleremojn kiam desegnitaj por uzo en IGM-sistemo.
Granitaj Asembleoj
Kvankam la granitaj bazo-altigo-ponto-asembleoj en ambaŭ la IGM kaj scenejo-sur-granito sistemoj ŝajnas havi similan formo-faktoron kaj aspekton, la IGM-granita asembleo estas iomete pli multekosta. Ĉi tio estas ĉar la granito en la IGM-solvo anstataŭigas la maŝinprilaboritajn scenejo-bazojn en la scenejo-sur-granito solvo, kio postulas, ke la granito havu ĝenerale pli striktajn toleremojn en kritikaj regionoj, kaj eĉ pliajn trajtojn, kiel ekzemple elstaritajn tranĉojn kaj/aŭ surfadenitajn ŝtalajn enigaĵojn. Tamen, en nia kazesploro, la aldonita komplekseco de la granita strukturo estas pli ol kompensita per la simpligo en maŝinpartoj.
Laboro kaj Supre
Pro la multaj similecoj en la muntado kaj testado de ambaŭ la IGM- kaj scenejo-sur-granitaj sistemoj, ne estas signifa diferenco en laborkostoj kaj suprekostoj.
Post kiam ĉiuj ĉi tiuj kostfaktoroj estas kombinitaj, la specifa mekanike portanta IGM-solvo ekzamenita en ĉi tiu studo estas proksimume 15% malpli multekosta ol la mekanike portanta, scenejo-sur-granita solvo.
Kompreneble, la rezultoj de la ekonomia analizo dependas ne nur de atributoj kiel vojaĝlongo, precizeco kaj ŝarĝkapacito, sed ankaŭ de faktoroj kiel la elekto de la granitprovizanto. Plie, estas prudente konsideri la sendokostojn kaj loĝistikajn kostojn asociitajn kun la akiro de granita strukturo. Precipe helpema por tre grandaj granitaj sistemoj, kvankam vera por ĉiuj grandecoj, elekti kvalifikitan granitprovizanton pli proksime al la loko de la fina sistemmuntado povas helpi ankaŭ minimumigi kostojn.
Ankaŭ notindas, ke ĉi tiu analizo ne konsideras post-efektivigajn kostojn. Ekzemple, supozu, ke necesas ripari la movadsistemon per riparado aŭ anstataŭigo de movakso. Scenejo-sur-granita sistemo povas esti riparata simple forigante kaj riparante/anstataŭigante la koncernan akson. Pro la pli modula sceneja dezajno, tio povas esti farita kun relativa facileco kaj rapideco, malgraŭ la pli alta komenca sistemkosto. Kvankam IGM-sistemoj ĝenerale povas esti akiritaj je pli malalta kosto ol iliaj scenejo-sur-granitaj ekvivalentoj, ili povas esti pli malfacile malmunteblaj kaj ripareblaj pro la integra naturo de konstruado.
Konkludo
Klare ĉiu tipo de movada platformo — scenejo-sur-granito kaj IGM — povas oferti apartajn avantaĝojn. Tamen, ne ĉiam estas evidente, kiu estas la plej ideala elekto por specifa movada apliko. Tial, estas tre profite kunlabori kun sperta provizanto de movadaj kaj aŭtomatigaj sistemoj, kiel ekzemple Aerotech, kiu ofertas klare aplikaĵ-fokusitan, konsultan aliron por esplori kaj provizi valorajn komprenojn pri solvoalternativoj al malfacilaj movadaj kontrolaj kaj aŭtomatigaj aplikoj. Kompreni ne nur la diferencon inter ĉi tiuj du specoj de aŭtomatigaj solvoj, sed ankaŭ la fundamentajn aspektojn de la problemoj, kiujn ili devas solvi, estas la subesta ŝlosilo al sukceso en elektado de movada sistemo, kiu traktas kaj la teknikajn kaj financajn celojn de la projekto.
De AEROTECH.
Afiŝtempo: 31-a de decembro 2021