लीनियर मोशन सिस्टम के लिए डिज़ाइन समय कम करना

3 अक्ष कार्टेशियन गैन्ट्री प्रणाली

स्थायित्व और उच्च प्रदर्शन सुनिश्चित करते हुए डिजाइन समय को कम किया जा सकता है।

इंजीनियरिंग में डिजाइन समय को कम करना महत्वपूर्ण है क्योंकि इसके परिणामस्वरूप लागत कम होती है और बाजार में तेजी से समय बढ़ता है।डिज़ाइन समय में अक्सर कई गैर-मूल्य वर्धित गतिविधियाँ शामिल होती हैं जैसे कि पुन: डिज़ाइन, ओवर-डिज़ाइन, या स्कोप रेंगना जिन्हें सभी एप्लिकेशन मानदंडों को अच्छी तरह से समझकर और घटकों, मॉड्यूल के पैरामीट्रिक परीक्षण के माध्यम से गणना और विश्लेषण को सत्यापित करके कम किया जा सकता है। , और डेटा अधिग्रहण उपकरण के साथ पूर्ण असेंबली, और परीक्षण के साथ अनुमानित प्रदर्शन परिणामों को साबित करना।

शुरुआत में जितना संभव हो उतना प्रासंगिक एप्लिकेशन जानकारी कैप्चर करें ताकि पूरी डिज़ाइन प्रक्रिया नहीं होने पर वापस जाने और भागों को दोहराने से बचा जा सके।सावधान रहें और दायरे में बदलाव के लिए तैयार रहें।सर्वोत्तम प्रारंभिक डिज़ाइन निर्धारित करने के लिए सैद्धांतिक गणना और विश्लेषण का उपयोग करें, और फिर वास्तविक उपकरणों पर प्रमुख प्रदर्शन विशेषताओं के परीक्षण माप के साथ उनकी तुलना करें।वास्तविक क्षेत्र स्थितियों के तहत चक्र परीक्षण करके बेंच परीक्षण परिणामों की पुष्टि करें।

आवश्यकताओं की पहचान करना

लगभग हर इंजीनियरिंग प्रक्रिया का पहला और बहुत महत्वपूर्ण कदम एप्लिकेशन आवश्यकताओं की पहचान करना है।प्रत्येक उत्पाद में मानदंडों का एक अनूठा सेट हो सकता है जो उसके प्रदर्शन को प्रभावित करेगा।चेकलिस्ट का उपयोग करने से उन मापदंडों पर विचार सुनिश्चित करने में मदद मिलेगी जिन्हें अन्यथा अनदेखा किया जा सकता है।

नमूना चेकलिस्ट में मुख्य एप्लिकेशन सूचना डेटा में शामिल हो सकते हैं:

• लोड/गति (गतिशील और स्थिर)
• वोल्टेज: 12, 24, 36, 48 वीडीसी, 110, 220, वीएसी
• भार की दिशा
• स्ट्रोक की लंबाई
• जीवन/कर्तव्य चक्र
• पर्यावरण
• स्ट्रोक के अंत की सुरक्षा: क्लच?लिमिट स्विच?
• एक्चुएटर को कैसे नियंत्रित किया जाएगा?
• प्रतिक्रिया
• यूएल, सीएसए, सीई
• अन्य: अतिरिक्त डिज़ाइन संबंधी विचारों के लिए अपने एक्चुएटर एप्लिकेशन इंजीनियर से परामर्श लें।

किसी विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए सही बॉल स्क्रू असेंबली के चयन के लिए सबसे छोटे लिफाफे और सबसे अधिक लागत प्रभावी समाधान को निर्धारित करने के लिए एक पुनरावृत्त प्रक्रिया की आवश्यकता हो सकती है।उपयुक्त बॉल स्क्रू असेंबली के व्यास, सीसा और भार क्षमता की गणना के लिए डिज़ाइन लोड, रैखिक वेग और स्थितिगत सटीकता आवश्यकताओं का उपयोग किया जाता है।व्यक्तिगत बॉल स्क्रू घटकों को जीवन, आयामी बाधाओं, बढ़ते कॉन्फ़िगरेशन और पर्यावरणीय स्थितियों के आधार पर चुना जा सकता है।

शुरुआत करने के लिए एक अच्छी जगह भार की दिशा और परिमाण को परिभाषित करना है।सिस्टम ओरिएंटेशन बहुत महत्वपूर्ण हो सकता है.क्षैतिज अभिविन्यास के साथ, ड्राइव लोड पेलोड वजन के बराबर होता है, जो घर्षण गुणांक का गुना होता है।ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास के साथ, ड्राइव लोड वजन के बराबर है।रैखिक बीयरिंगों और गाइडों पर कार्य करने वाले भार ऊर्ध्वाधर भार, क्षैतिज भार, या पिच, रोल, या यॉ पल भार, या उसके किसी भी संयोजन हो सकते हैं।भार अपने परिमाण और दिशा में भी भिन्न हो सकते हैं।

प्रत्येक बियरिंग पर परिणामी लोड वैक्टर को विभिन्न लोड वैक्टर के उचित संयोजन से स्थापित किया जाना चाहिए, जिसके अधीन रैखिक असर प्रणाली होती है, क्योंकि केवल समग्र सिस्टम लोड वैक्टर के आधार पर जीवन प्रत्याशा का अनुमान नहीं लगाया जा सकता है।प्रत्येक रैखिक बियरिंग पर जो भार पड़ता है, उसे उस दिए गए बियरिंग के लिए समतुल्य भार कहा जाता है।फिर सिस्टम का आकार सबसे भारी लोड वाले बेयरिंग के आकार के आधार पर किया जाता है।समतुल्य भार के लिए गणना विधियों पर अधिक जानकारी के लिए, रैखिक बीयरिंग और गाइड आपूर्तिकर्ताओं के कैटलॉग देखें।

उदाहरण के लिए, एक बॉल स्क्रू असेंबली का उद्देश्य अक्षीय भार वहन करना है, जो घूर्णी गति को अक्षीय गति में परिवर्तित करता है।संपीड़ित भार के तहत बकलिंग का विरोध करने की बॉल स्क्रू की क्षमता को इसकी कॉलम ताकत कहा जाता है।पेंच एक अक्षीय भार वहन करता है जो प्रभावी रूप से परिमाण में बराबर होता है और बॉल नट - इसके पूरक भाग - को दिए गए भार की दिशा के विपरीत होता है और डिजाइन ज्यामिति द्वारा ड्राइविंग मोटर के टॉर्क से संबंधित होता है।सामान्य तौर पर, स्तंभ की ताकत सीमित डिज़ाइन पैरामीटर है क्योंकि लंबी लंबाई के लिए, यह सामग्री की वास्तविक संपीड़न शक्ति से बहुत कम हो सकती है।चूंकि मुक्त लंबाई-से-व्यास अनुपात का कॉलम बकिंग से गहरा संबंध है, इसलिए यह इस प्रकार है कि किसी दिए गए व्यास के लिए, बॉल स्क्रू की अक्षीय भार क्षमता उसकी मुक्त लंबाई पर निर्भर होती है।

रैखिक गति प्रणाली के जीवन की भविष्यवाणी इसके परिचालन प्रोफ़ाइल के आधार पर की जा सकती है;बस, प्रति दिन कितने घंटे, प्रति सप्ताह दिन, और प्रति वर्ष कितने सप्ताह तक बॉल स्क्रू चलाया जाएगा।अधिक जटिल अनुप्रयोगों या अधिक परिष्कृत जीवन भविष्यवाणी के लिए, किसी को गतिविधियों को मूल रूप से सीधे खंडों में विभाजित करते हुए एक विस्तृत, व्यापक गति प्रोफ़ाइल बनाने की आवश्यकता होती है।मोशन प्रोफ़ाइल के प्रत्येक खंड को खंड की शुरुआत और अंत में गति, खंड की समय अवधि और खंड के दौरान टॉर्क के बारे में जानकारी की आवश्यकता होगी।

आपके आवेदन के लिए आवश्यक स्थितिगत सटीकता और दोहराव निर्धारित करें।उदाहरण के लिए, इंच बॉल स्क्रू आमतौर पर दो ग्रेड - प्रिसिजन और प्रिसिजन प्लस में निर्मित होते हैं।परिशुद्धता ग्रेड बॉल स्क्रू का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाएगा जिनमें अपेक्षाकृत मोटे आंदोलन की आवश्यकता होती है या जो स्थितिगत स्थान के लिए रैखिक प्रतिक्रिया का उपयोग करते हैं।प्रिसिजन प्लस ग्रेड बॉल स्क्रू का उपयोग तब किया जाएगा जब माइक्रोन के भीतर दोहराने योग्य स्थिति महत्वपूर्ण हो और कोई रैखिक प्रतिक्रिया उपकरण का उपयोग न किया गया हो।जबकि प्रिसिजन ग्रेड स्क्रू में स्क्रू की उपयोगी लंबाई पर अधिक संचयी भिन्नता होती है, प्रिसिजन प्लस ग्रेड स्क्रू लीड त्रुटि के संचय को सीमित करते हैं, जिससे स्क्रू की संपूर्ण उपयोगी लंबाई पर अधिक सटीक स्थिति मिलती है।

आकार निर्धारण और चयन

लीनियर मोशन सिस्टम आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रदान किए गए चार्ट, लीनियर मोशन सिस्टम के उचित आकार और चयन के लिए समय बचाने वाला शॉर्टकट हो सकते हैं।कैटलॉग फ़ार्मुलों (चित्रा 2) का उपयोग करके बॉल स्क्रू का चयन और आकार कैसे करें, यह प्रदर्शित करने के लिए हम एक उदाहरण के रूप में तीन-अक्ष वेल्डिंग गैन्ट्री एप्लिकेशन का उपयोग करेंगे।बॉल स्क्रू एक्स-अक्ष की पूरी लंबाई में चलता है और दोनों छोर पर बेयरिंग सपोर्ट द्वारा समर्थित होता है।सरलता के लिए, हम नट माउंटिंग को फ़्लैंग्ड के रूप में, सामग्री को मिश्र धातु इस्पात के रूप में, धागे की दिशा को दाहिने हाथ के रूप में और उत्पाद श्रृंखला को मीट्रिक के रूप में परिभाषित करेंगे।इस एप्लिकेशन में सिस्टम ओरिएंटेशन क्षैतिज है, जिसमें स्क्रू-चालित डिज़ाइन है और एक्स-अक्ष की लंबाई 6 मीटर है।यह थर्मली स्थिर फ़्लैंज राशि के साथ निश्चित सिरों का उपयोग करेगा।

प्रोफ़ाइल रेल पर चलने वाली गाड़ी द्वारा 2,668.9 न्यूटन (600 पाउंड) का भार लगाया जाता है।यात्रा की लंबाई 4.5 मीटर (177.165″) है और असमर्थित लंबाई 5.818 मीटर (229.055″) है।आवश्यक गति 0.1 मीटर प्रति सेकंड (3.927 इंच/सेकंड) है, और ±2.5 मीटर/सेकेंड2 (98.4 इंच/सेकेंड2) के त्वरण की आवश्यकता है।कर्तव्य चक्र प्रति दिन 8 घंटे, प्रति सप्ताह 5 दिन और प्रति वर्ष 50 सप्ताह है, औसतन 10 चक्र प्रति घंटा।बॉल स्क्रू के लिए जीवन की आवश्यकता 20 वर्ष और घटकों के लिए 5 वर्ष है।एक अतिरिक्त आवश्यकता यह है कि इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग की प्राथमिकता के कारण स्टेपर मोटर का उपयोग किया जाए।

इसके बाद, हम x-अक्ष के लिए रैखिक बीयरिंग का चयन करते हैं।इस एप्लिकेशन की प्राथमिक आवश्यकताएं उच्च भार क्षमता और उच्च कठोरता हैं।एप्लिकेशन की अपेक्षाकृत लंबी यात्रा लंबाई 5.500 मीटर (18 फीट) है;हालाँकि, 6-मीटर लंबाई वाले स्क्रू की उपलब्धता से बट जोड़ने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।कम रखरखाव इस एप्लिकेशन की एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है।परिणाम 500 श्रृंखला बॉल प्रोफ़ाइल रेल रैखिक गाइड का चयन था।

इस चयन के साथ, बॉल स्क्रू पर लोड की गणना की जा सकती है।इस लोडिंग के आधार पर, NEFF KGF-D बॉल नट को शुरुआती बिंदु के रूप में चुना जाता है।इस बॉल नट में इंटीग्रल फ्लैंज, इंटीग्रल वाइपर और DIN 69051 माउंटिंग है।बॉल स्क्रू की सटीकता ±50 μm/300 मिमी सटीकता है।

इसके बाद, जीवन प्रत्याशा आवश्यकता की जाँच की जाती है।जीवन को आमतौर पर L10 पर रेट किया गया है, जो उस समय को दर्शाता है जिसके बाद 90% बॉल स्क्रू अभी भी काम करेंगे।इस एप्लिकेशन में, जीवन प्रत्याशा 1,035,752.6 वर्ष है।जीवन इतना अधिक होने का कारण यह है कि हमने जीवन के बजाय महत्वपूर्ण गति के आधार पर बॉल स्क्रू का चयन किया।

प्रस्तावित डिज़ाइन का परीक्षण

एक बार जब आप गणना के आधार पर अपना डिज़ाइन चुन लेते हैं, तो आपको यह सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण करने की आवश्यकता होती है कि आपका परिसर सही है।परीक्षण को यह पुष्टि करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि जो प्रस्तावित किया गया था वह वास्तव में वितरित किया गया था और, यदि ऐसा नहीं था, तो किसी भी आवश्यक सुधारात्मक कार्रवाई का मार्गदर्शन करने के लिए।सत्यापन परीक्षण को निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर देने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए:

• क्या तैयार उत्पाद डिज़ाइन विनिर्देशों को पूरा करता है?
• क्या प्रदर्शन, प्रयोगात्मक सीमाओं के भीतर, सैद्धांतिक गणनाओं के अनुरूप है, और यदि नहीं, तो इसमें कितना अंतर है और क्यों?
• क्या उत्पाद आवश्यक स्तर की विश्वसनीयता प्रदान करता है?
• उत्पाद के लिए संभावित तरीके और विफलता के बिंदु क्या हैं?
• वर्तमान समाधान की तुलना विकल्पों से कैसे की जाती है?

बड़ी प्रणालियों और मशीनों के लिए, आप उप-असेंबली के बेंच परीक्षण पर जाने से पहले घटक परीक्षण से शुरुआत करना चाह सकते हैं, और फिर अंत में संपूर्ण असेंबली का परीक्षण करना चाह सकते हैं।परीक्षण के प्रत्येक चरण में, परीक्षण परिणामों की समीक्षा की जानी चाहिए और सैद्धांतिक गणनाओं से तुलना की जानी चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि डिज़ाइन सही रास्ते पर है, या सुधार के लिए उचित अवसरों पर विचार करें।परीक्षण का उद्देश्य यह प्रकट करना है कि हम अपनी गणना और मॉडलिंग में क्या चूक गए होंगे।

विन्यस्त रैखिक गति प्रणालियाँ

पूरी प्रक्रिया के दौरान, इस बात पर विचार करना भी महत्वपूर्ण है कि क्या अपना स्वयं का डिज़ाइन और संयोजन करने के बजाय एक कॉन्फ़िगर रैखिक गति प्रणाली खरीदना अधिक सार्थक हो सकता है।इस मामले में, आप लीनियर मोशन इंटीग्रेटर को एप्लिकेशन की आवश्यकताएं प्रदान करेंगे जैसे कि माउंटिंग कॉन्फ़िगरेशन, पोजिशनिंग आवश्यकताएं, पर्यावरण की स्थिति, लोडिंग की स्थिति, स्थानांतरण आवश्यकताएं और कोई विशेष विचार।इंटीग्रेटर आमतौर पर आपके इनपुट के आधार पर एक कस्टम रैखिक गति प्रणाली को डिजाइन और कॉन्फ़िगर करने के लिए एक वेब-आधारित आकार और चयन प्रणाली का उपयोग करेगा।इंटीग्रेटर अक्सर आपके अनुरोध के 24 घंटों के भीतर प्रस्तावित डिज़ाइन का एक उद्धरण और सीएडी फ़ाइल प्रदान कर सकता है।अधिकांश मामलों में ऐसी प्रणाली की लागत व्यक्तिगत घटकों की लागत से कम होगी।

यह दृष्टिकोण आम तौर पर इंजीनियरिंग समय और असेंबली लागत को 90% या उससे अधिक कम कर सकता है और अक्सर 20 से 30% की सामग्री लागत में बचत प्रदान कर सकता है।सबसे महत्वपूर्ण, रैखिक गति प्रणालियों को डिजाइन करने में लगने वाले समय को कम करके, आपके इंजीनियर अपनी मुख्य दक्षताओं से बाहर के क्षेत्र में काम करने में कम समय व्यतीत करेंगे, और जो वे सबसे अच्छा करते हैं उस पर ध्यान केंद्रित करने में अधिक समय व्यतीत करेंगे - समग्र सिस्टम एकीकरण।

संक्षेप में, डिज़ाइन समय बचाने के लिए सभी उपयोगी संसाधनों का लाभ उठाएँ।कॉन्फ़िगर लीनियर मोशन असेंबलियाँ प्रदान करने के लिए लीनियर मोशन विक्रेताओं की क्षमता को नज़रअंदाज़ न करें जो इंजीनियरिंग और असेंबली लागत को कम करने में आपकी मदद कर सकते हैं।डिज़ाइन और असेंबली समय पर उनके प्रभाव के संदर्भ में घटकों बनाम मॉड्यूल, बनाम पूर्ण सिस्टम खरीदने के विकल्पों का मूल्यांकन करें।अपने लाभ के लिए, चार्ट, सूत्र, ऑनलाइन चयन प्रणाली और 3डी मॉडल जैसे सभी उपलब्ध डिज़ाइन टूल का उपयोग करें।अंत में, मानक, संशोधित मानक और विशेष समाधानों में उनकी उत्पाद विशेषज्ञता का लाभ उठाने के लिए तकनीकी सहायता संलग्न करें।यह पुष्टि करना सुनिश्चित करें कि विक्रेता के पास डिज़ाइन दावों और डिज़ाइन स्थितियों का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन सत्यापन/परीक्षण/विश्लेषण डेटा है।यह दृष्टिकोण डिज़ाइन समय को न्यूनतम तक कम कर सकता है जबकि यह सुनिश्चित करता है कि रैखिक गति प्रणालियाँ प्रदर्शन और स्थायित्व आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।

पोस्ट समय: मार्च-28-2022

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