Yapı, Bileşenler, Elektronik Kablolama, Bakım Kolaylığı.

Makine, elektrik, programlama ve kontrol mühendisliğini bir araya getirmek kolay değildir. Ancak teknolojik gelişmeleri entegre etmek ve bu beş alana odaklanmak, süreci basitleştirebilir ve mekatroniğin kolaylaşmasını sağlayabilir.

Günümüzün hızlı ürün geliştirme döngüleri ve teknolojideki hızlı ilerlemeler, disiplinler arası mühendisliğe olan ihtiyacı artırmıştır. Bir zamanlar makine mühendisi yalnızca donanıma, elektrik mühendisi kablolama ve devre kartlarına, kontrol mühendisi ise yazılım ve algoritmik programlamaya odaklanabilirken, Mekatronik alanı bu alanları bir araya getirerek eksiksiz bir hareket çözümü için odak noktası oluşturmaktadır. Bu üç alandaki gelişmeler ve entegrasyonu, mekatronik tasarımını kolaylaştırmaktadır.

Endüstriyel kullanımlar ve üretim için robotik ve çok eksenli Kartezyen sistemlerdeki ilerlemeleri, kiosklar ve teslimat sistemleri gibi tüketici pazarlarına yönelik otomasyonu ve 3D yazıcıların ana akım kültürde hızla kabul görmesini sağlayan bu basitleştirmedir.

Bir araya getirildiğinde daha kolay mekatronik tasarımına yol açan beş temel faktör şunlardır.

1. Entegre doğrusal kılavuzlar ve yapı

Makine tasarımında, rulman ve doğrusal kılavuz tertibatları o kadar uzun süredir varlığını sürdürüyor ki, bir hareket sisteminin mekaniği genellikle sonradan akla gelen bir konu olarak görülüyor. Ancak malzemeler, tasarım, özellikler ve üretim yöntemlerindeki gelişmeler, yeni seçenekleri değerlendirmeyi değerli kılıyor.

Örneğin, üretim sürecinde paralel raylara önceden tasarlanmış hizalama, daha az bileşen, daha yüksek hassasiyet ve ray uzunluğu boyunca daha az değişkenin devreye girmesi nedeniyle daha düşük maliyet anlamına gelir. Bu tür paralel raylar, birden fazla bağlantı elemanı ve manuel hizalama gerektirmediği için montajı da iyileştirir.

Geçmişte, bir mühendis hangi lineer kılavuz sistemini seçerse seçsin, gerekli rijitlik için montaj plakalarını, destek raylarını veya diğer yapıları da hesaba katması neredeyse kesindi. Yeni bileşenler, destek yapılarını lineer rayın kendisine entegre eder. Tekil bileşen tasarımından, mühendislikle üretilmiş tek parçalı tasarımlara veya entegre alt montajlara geçiş, bileşen sayısını azaltırken maliyet ve işçilikten de tasarruf sağlar.

2. Güç Aktarım Bileşenleri

Doğru tahrik mekanizmasını veya güç aktarım bileşenlerini seçmek de bir etkendir. Doğru hız, tork ve hassas performansın motor ve elektronik aksamla dengelenmesini içeren seçim süreci, her tahrik tipinin ne gibi sonuçlar üretebileceğini anlamakla başlar.

Tıpkı dördüncü viteste çalışan bir otomobilin şanzımanı gibi, kayış tahrikleri de uzun stroklarda en yüksek hızların gerektiği uygulamalara uygundur. Performans yelpazesinin diğer ucunda ise, güçlü ve tepkili birinci ve ikinci vitesleriyle bir otomobile daha çok benzeyen bilyalı ve kurşun vidalar bulunur. Hızlı kalkışlarda, duruşlarda ve yön değiştirmelerde mükemmel performans gösterirken iyi tork sağlarlar. Tablo, kayışların hızı ile vidaların torku arasındaki farkları göstermektedir.

Lineer raylardaki gelişmelere benzer şekilde, önceden tasarlanmış hizalama, dinamik uygulamalarda daha fazla tekrarlanabilirlik sağlamak için kılavuz vida tasarımının ilerlediği bir diğer alandır. Bir kaplin kullanırken, hassasiyeti ve kullanım ömrünü azaltan "sallanmayı" ortadan kaldırmak için motor ve vida hizalamasına dikkat edin. Bazı durumlarda, kaplin tamamen çıkarılıp vida doğrudan motora sabitlenebilir, böylece mekanik ve elektriksel bileşenler doğrudan birleştirilir, bileşenler ortadan kaldırılır, rijitlik ve hassasiyet artırılırken maliyet düşürülür.

3. Elektronik ve Kablolama

Hareket kontrol uygulamalarındaki elektronik aksamlar için geleneksel konfigürasyonlar, karmaşık kablolama düzenlemelerinin yanı sıra tüm bileşenleri bir araya getirip muhafaza etmek için gerekli kabinleri ve montaj donanımlarını içerir. Sonuç genellikle optimize edilmemiş, ayarlanması ve bakımı zor bir sistemdir.

Gelişen teknolojiler, sürücü, kontrolör ve amplifikatörü doğrudan "akıllı" bir motora yerleştirerek sistem avantajları sunar. Ek bileşenleri barındırmak için gereken alan ortadan kalkmakla kalmaz, aynı zamanda toplam bileşen sayısı azaltılır ve konnektör ve kablolama sayısı basitleştirilir; bu da hata olasılığını azaltırken maliyet ve işçilikten tasarruf sağlar.

4. Üretim İçin Tasarlanmış (DFM)

• Parantezleme

Entegre tasarımların daha kolay ray montajının yanı sıra, 3D baskı gibi deneyim ve yeni teknolojiler, DFM standartlarına uygun prototip mekatronik ve robotik montajlar oluşturma becerinizi artırır. Örneğin, hareket sistemleri için özel konnektör braketlerinin bir takımhane veya imalat atölyesinde işlenmesi genellikle maliyetli ve zaman alıcı olmuştur. Günümüzde 3D baskı, bir CAD modeli oluşturmanıza, bunu 3D yazıcıya göndermenize ve çok daha kısa sürede ve çok daha düşük maliyetle kullanılabilir bir model parçasına sahip olmanıza olanak tanır.

• Bağlayıcılık

DFM'nin daha önce ele alınan bir diğer alanı da, elektronik aksamı doğrudan motora yerleştiren ve montajı kolaylaştıran akıllı motorların kullanımıdır. Buna ek olarak, konnektörleri, kablolamayı ve kablo yönetimini tek bir pakette birleştiren yeni teknolojiler, montajı basitleştirir ve geleneksel, ağır, plastik zincir tipi kablo taşıyıcılarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

5. Uzun Vadeli Bakım Kolaylığı

Yeni teknolojiler ve tasarımdaki gelişmeler, yalnızca ön üretim kolaylığını değil, aynı zamanda sistemin sürekli bakımını da etkileyebilir. Örneğin, kontrol ünitesini ve sürücüyü motora entegre etmek, ihtiyaç duyulabilecek sorun giderme işlemlerini kolaylaştırır. Motor ve elektronik aksamlara erişim düzenli ve kolaydır. Ayrıca, birçok sistem artık ağa bağlanabilir ve bu da uzaktan teşhis yapmak için neredeyse her yerden erişime olanak tanır.