संरचना, घटक, इलेक्ट्रॉनिक्स वायरिंग, रखरखाव।

मैकेनिकल, इलेक्ट्रिकल, प्रोग्रामिंग और कंट्रोल इंजीनियरिंग को एक साथ लाना आसान नहीं है। लेकिन तकनीकी प्रगति को एकीकृत करके और इन पाँच क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करके, इस प्रक्रिया को सरल बनाया जा सकता है और यह सुनिश्चित किया जा सकता है कि मेक्ट्रोनिक्स को आसान बनाया जाए।

आज के तेज़-तर्रार उत्पाद विकास चक्रों और तकनीकी प्रगति ने अधिक बहु-विषयक इंजीनियरिंग की आवश्यकता को बढ़ा दिया है। जहाँ पहले मैकेनिकल इंजीनियर केवल हार्डवेयर पर, इलेक्ट्रिकल इंजीनियर वायरिंग और सर्किट बोर्ड पर, और कंट्रोल इंजीनियर सॉफ्टवेयर और एल्गोरिथम प्रोग्रामिंग पर ध्यान केंद्रित कर सकते थे, वहीं मेक्ट्रोनिक्स का क्षेत्र इन सभी क्षेत्रों को एक साथ लाकर एक संपूर्ण गति समाधान पर ध्यान केंद्रित करता है। इन तीनों क्षेत्रों में प्रगति और इनका एकीकरण, मेक्ट्रोनिक्स डिज़ाइन को सुव्यवस्थित बनाता है।

यह सरलीकरण ही है जो औद्योगिक उपयोगों और विनिर्माण के लिए रोबोटिक्स और बहु-अक्षीय कार्टेशियन प्रणालियों में प्रगति, कियोस्क और वितरण प्रणालियों में उपभोक्ता बाजारों के लिए स्वचालन, तथा मुख्यधारा की संस्कृति में 3D प्रिंटर की तीव्र स्वीकृति को बढ़ावा दे रहा है।

यहां पांच प्रमुख कारक दिए गए हैं, जिन्हें एक साथ रखने पर मेक्ट्रोनिक्स डिजाइन आसान हो जाता है।

1. एकीकृत रैखिक गाइड और संरचना

मशीन डिज़ाइन में, बेयरिंग और लीनियर गाइड असेंबली इतने लंबे समय से मौजूद हैं कि अक्सर मोशन सिस्टम की यांत्रिकी को एक बाद की बात माना जाता है। हालाँकि, सामग्री, डिज़ाइन, विशेषताओं और निर्माण विधियों में प्रगति के कारण नए विकल्पों पर विचार करना सार्थक हो गया है।

उदाहरण के लिए, निर्माण प्रक्रिया के दौरान समानांतर रेल में पूर्व-इंजीनियर्ड संरेखण का अर्थ है कम लागत क्योंकि इसमें कम घटक, अधिक सटीकता और रेल की लंबाई में कम परिवर्तनशीलताएँ शामिल होती हैं। ऐसी समानांतर रेल स्थापना को भी बेहतर बनाती हैं क्योंकि इसमें कई फास्टनरों और मैन्युअल संरेखण की आवश्यकता नहीं होती है।

पहले यह लगभग तय था कि कोई भी इंजीनियर जो भी रैखिक गाइड सिस्टम चुने, उसे ज़रूरी मज़बूती के लिए माउंटिंग प्लेट्स, सपोर्ट रेल्स या अन्य संरचनाओं पर भी विचार करना होगा। नए घटक, सपोर्ट संरचनाओं को रैखिक रेल में ही एकीकृत कर देते हैं। व्यक्तिगत घटक डिज़ाइन से इंजीनियर्ड वन-पीस डिज़ाइन या एकीकृत सब-असेंबलीज़ की ओर यह बदलाव घटकों की संख्या को कम करता है, साथ ही लागत और श्रम में भी कटौती करता है।

2. पावर ट्रांसमिशन घटक

सही ड्राइव मैकेनिज्म या पावर ट्रांसमिशन कंपोनेंट्स का चुनाव भी एक महत्वपूर्ण कारक है। चयन प्रक्रिया, जिसमें मोटर और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ सही गति, टॉर्क और सटीक प्रदर्शन का संतुलन शामिल है, इस समझ से शुरू होती है कि प्रत्येक प्रकार की ड्राइव क्या परिणाम दे सकती है।

चौथे गियर में चलने वाली कार के ट्रांसमिशन की तरह, बेल्ट ड्राइव उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं जहाँ लंबे स्ट्रोक पर अधिकतम गति की आवश्यकता होती है। प्रदर्शन स्पेक्ट्रम के विपरीत छोर पर बॉल और लीड स्क्रू होते हैं जो पहले और दूसरे गियर पर शक्तिशाली प्रतिक्रिया देने वाली कार की तरह होते हैं। ये तेज़ स्टार्ट, स्टॉप और दिशा परिवर्तन में उत्कृष्ट होने के साथ-साथ अच्छा टॉर्क प्रदान करते हैं। चार्ट बेल्ट की गति और स्क्रू के टॉर्क के बीच अंतर दर्शाता है।

रैखिक रेल की प्रगति की तरह, पूर्व-इंजीनियर्ड संरेखण एक और क्षेत्र है जहाँ लीड स्क्रू डिज़ाइन ने गतिशील अनुप्रयोगों में बेहतर दोहराव प्रदान करने के लिए प्रगति की है। कपलर का उपयोग करते समय, मोटर और स्क्रू के संरेखण पर ध्यान दें ताकि "डगमगाहट" को रोका जा सके जो सटीकता और जीवनकाल को कम करती है। कुछ मामलों में, कपलर को पूरी तरह से हटाया जा सकता है और स्क्रू को सीधे मोटर से जोड़ा जा सकता है, जिससे यांत्रिक और विद्युतीय घटकों का सीधा विलय हो जाता है, जिससे घटकों को हटाया जा सकता है, कठोरता और सटीकता बढ़ जाती है, और साथ ही लागत में भी कमी आती है।

3. इलेक्ट्रॉनिक्स और वायरिंग

गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में इलेक्ट्रॉनिक्स के पारंपरिक विन्यास में जटिल वायरिंग व्यवस्था, साथ ही सभी घटकों को जोड़ने और रखने के लिए कैबिनेट और माउंटिंग हार्डवेयर शामिल होते हैं। इसका परिणाम अक्सर एक ऐसी प्रणाली होती है जो अनुकूलित नहीं होती और जिसका समायोजन और रखरखाव कठिन होता है।

उभरती हुई तकनीकें ड्राइवर, कंट्रोलर और एम्पलीफायर को सीधे "स्मार्ट" मोटर पर लगाकर सिस्टम के फायदे प्रदान करती हैं। इससे न केवल अतिरिक्त पुर्जों को रखने के लिए आवश्यक जगह कम हो जाती है, बल्कि पुर्जों की कुल संख्या भी कम हो जाती है और कनेक्टर्स और तारों की संख्या भी सरल हो जाती है, जिससे त्रुटि की संभावना कम हो जाती है और लागत और श्रम की बचत होती है।

4. विनिर्माण के लिए डिज़ाइन किया गया (डीएफएम)

• ब्रैकेटाइजेशन

एकीकृत डिज़ाइनों की आसान रेल असेंबली के साथ-साथ, अनुभव और 3D प्रिंटिंग जैसी उभरती तकनीकें DFM मानकों के अनुरूप प्रोटोटाइप मेक्ट्रोनिक और रोबोटिक असेंबली बनाने की आपकी क्षमता को बढ़ाती हैं। उदाहरण के लिए, मोशन सिस्टम के लिए कस्टम कनेक्टर ब्रैकेट को टूल रूम या फैब्रिकेशन शॉप में प्रोसेस करना अक्सर महंगा और समय लेने वाला होता है। आज, 3D प्रिंटिंग आपको एक CAD मॉडल बनाने, उसे 3D प्रिंटर को भेजने और कम समय और कम लागत में एक उपयोगी मॉडल पार्ट प्राप्त करने की सुविधा देती है।

• संयोजकता

डीएफएम का एक और क्षेत्र जिस पर पहले ही चर्चा हो चुकी है, वह है स्मार्ट मोटरों का उपयोग जो इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे मोटर पर लगाते हैं, जिससे असेंबली आसान हो जाती है। इसके अलावा, नई तकनीकें जो कनेक्टर, केबलिंग और केबल प्रबंधन को एक ही पैकेज में एकीकृत करती हैं, असेंबली को आसान बनाती हैं और पारंपरिक, भारी, प्लास्टिक चेन जैसे केबल कैरियर की ज़रूरत को खत्म करती हैं।

5. दीर्घकालिक रखरखाव

नई तकनीकें और डिज़ाइन में प्रगति न केवल प्रारंभिक विनिर्माण क्षमता को प्रभावित करती हैं, बल्कि किसी सिस्टम की निरंतर रखरखाव क्षमता को भी प्रभावित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, कंट्रोलर और ड्राइव को मोटर पर लगाने से किसी भी आवश्यक समस्या निवारण में आसानी होती है। मोटर और इलेक्ट्रॉनिक्स तक पहुँच अब सरल और सीधी है। इसके अतिरिक्त, अब कई सिस्टम को नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है जिससे लगभग किसी भी स्थान से दूरस्थ निदान किया जा सकता है।