Makine üretiyorsanız, muhtemelen her gün aktüatörler ve konumlandırma platformlarıyla çalışıyorsunuzdur. Ancak bu hareket cihazlarından gerçekten en iyi performansı veya en düşük işletme maliyetini elde ediyor musunuz? Cevap beklediğiniz gibi olmayabilir.

Mühendisler çoğu zaman platformları veya aktüatörleri malzeme listesindeki sıradan bir kalem olarak düşünürler. Hareket cihazı, istenen konumlandırma, kuvvet, yük taşıma kapasitesi, hız ve maliyet gereksinimlerini nominal olarak karşıladığı sürece, kullanıma hazırdır.

Basit hareket gereksinimlerinde, kademe veya aktüatör seçimine yönelik bu yaklaşım kabul edilebilir sonuçlar verebilir. Bununla birlikte, karmaşık mekanik hareket gereksinimlerine sahip makineler, gömülü hareket tasarımı stratejisinden fayda sağlayacaktır. Birbirleriyle iyi çalışıp çalışmayacağı belirsiz olan bir dizi elektromekanik bileşen yerine, gömülü hareket sistemleri gerçek anlamda tak ve çalıştır makine alt sistemleri olarak işlev görür.

Gömülü hareket sistemleri, bir makine üzerindeki önceden tanımlanmış fiziksel bir alana sığacak ve makinenin hareket kontrol sistemine bağlanacak şekilde tasarlanmıştır; üst düzey bir bilgisayar arayüzünden, kontrol kartından veya PLC'den komut almaya hazırdırlar. En basit hallerinde, gömülü hareket sistemleri, kolay kurulum için bağlantı elemanları eklenmiş bir kademe veya aktüatörden ibaret olabilir. En karmaşık hallerinde ise bu hareket alt sistemleri, pin çıkışından yüke kadar uzanır. Sadece hareket cihazının kendisini değil, taşıdığı her şeyi de kapsarlar.

Makine hareketine yönelik bileşen bazlı yaklaşıma kıyasla, gömülü hareket bazı önemli avantajlar sunmaktadır:

Mekanik Performans

Aynı platformu veya aktüatörü kullansalar bile, gömülü hareket sistemleri genellikle bileşenlerden oluşan hareket sistemlerinden daha iyi performans gösterir. Bunun nedeni, uygulama ve montaj uzmanlığına dayanmaktadır. İyi bir gömülü hareket sistemi tedarikçisi, zorlu konumlandırma sorunlarını çözme konusunda yıllarca deneyime ve eldeki göreve göre özelleştirilebilen, kanıtlanmış hareket yapı taşlarından oluşan bir koleksiyona sahip olacaktır. Platform dinamiklerinin, hareket kontrol mimarisinin ve çalışma ortamının konumlandırma gereksinimlerini nasıl etkileyeceğini yakından anlayacaklardır.

Montaj konusuna gelince, birçok makine üreticisi, eksenler arası hizalama toleransları genellikle mikron cinsinden ölçülen en hassas çok eksenli platformları hizalamak için gereken yetenekli teknisyenlere, özel fikstürlere, lazer interferometrelerine ve diğer metroloji sistemlerine sahip değildir.

Kontrol Uzmanlığı

Gömülü hareket sistemleri, müşteri gereksinimlerine bağlı olarak hareket kontrolleriyle birlikte gelebilir veya gelmeyebilir. Ancak bir kontrol stratejisi her zaman gömülü hareket denkleminin bir parçası olmalıdır. İyi bir gömülü hareket tedarikçisi, farklı hareket kontrol platformlarının ve kinematik yeteneklerinin mekanik hareket sistemleriyle nasıl etkileşim kuracağı konusunda kapsamlı bilgiye sahip olacaktır. Bu bilgi, kabul edilebilir atalet uyumsuzluk oranları gibi dinamik yetenekler açısından mümkün olanın sınırlarını zorlamamıza olanak tanır.

Güvenilirlik

Yeni bir hareket sistemi devreye alınırken, en yaygın sorunlardan bazıları, tek tek, görünüşte önemsiz bileşenlerin düzgün çalışmaması veya birbirleriyle düzgün çalışmaması nedeniyle ortaya çıkar. Örneğin, tek bir arızalı konektör veya yanlış kablo, en iyi hareket platformunu bile hareketsiz bırakabilir. Gömülü hareket sistemleri, üretim makinesine entegre edilmeden önce bir sistem olarak monte edilip test edildikleri için bu tür arızaları önler. Tek tek bileşenlerden oluşan hareket sistemlerinde, küçük arızalar ve uyumsuzluklar, üretim makinesi bir araya gelene kadar tespit edilemeyebilir.

Maliyet Azaltma

Gömülü hareket sistemleri, genellikle bileşen tabanlı muadillerine göre %25 ila %50 daha ucuzdur. Bu tasarruf kısmen, parça sayısını azaltma yeteneğinden kaynaklanmaktadır; örneğin, braketler, konektörler ve diğer bileşenler tasarıma dahil edilerek. Hareket sisteminin yapımı ve kurulumuyla ilgili tüm gizli maliyet bileşenlerini hesaba kattığınızda, maliyet düşüşü %50'nin çok üzerine çıkabilir. Bunlar arasında tasarım mühendisliği, stok, pazara sunma süresi ve daha fazlasıyla ilgili maliyetler yer almaktadır.

Gömülü hareket teknolojisinden birçok uygulama faydalanabilir. Bu yaklaşımı onlarca yarı iletken, laboratuvar tezgahı, lazer kesim, paketleme ve laboratuvar otomasyon makinesinde uyguladık.

Hareket Sistemlerinin Gizli Maliyetleri

Bileşen tabanlı hareket sistemlerinin, gömülü hareket yaklaşımıyla ortadan kaldırılabilecek bir dizi gizli maliyeti vardır; bunlar arasında şunlar yer alır:

1. Pazara Çıkış Süresi Maliyetleri. Eş zamanlı mühendisliği doğal olarak destekleyen gömülü hareket sistemleri, karmaşık bir makinenin geliştirme süresini haftalarca hatta aylarca kısaltabilir.
2. Program, Üretim ve Malzeme Yönetimi Maliyetleri. Gömülü hareket sistemleri tek bir malzeme listesi kalemi olarak sevk edilir; bu da sipariş edilmesi, stoklanması ve monte edilmesi gereken yüzlerce parçayı ortadan kaldırır.
3. Üretim Maliyetleri. Hassas hareket sistemleri, yetenekli montaj teknisyenleri ve özel üretim ekipmanları gerektirir; bu ekipmanların tam kapasite kullanılmadığında maliyet açısından haklı çıkarılması zor olabilir.
4. Garanti ve Arıza Maliyetleri. İyi bir gömülü hareket işleme tedarikçisi, sistemlerini arızalara karşı garanti eder ve yaptığı işin arkasında durur; bu da OEM'in riskini azaltır.

Bu geleneksel olmayan CNC makinesi, ideal bir gömülü hareket kontrol uygulamasının tüm özelliklerine sahiptir. Şunları gerektiriyordu:

1. Hem kontrol hem de mekanik uzmanlığı.Mekanik sistemi, kutupsal hareket için karmaşık kinematikleri destekleyen kontrol ve yükselticilerle birleştirmek, sistem yaklaşımı ve aylar süren testler gerektirdi. Ayrıca bu yeni CNC sistemini oluşturmak için bir dizi hizalama tekniği ve aracı geliştirmemiz gerekti.

2. Kompakt tasarım, kolay entegrasyon.Bu masaüstü boyutundaki CNC makinesinde alan çok kısıtlıydı. Rotary servo modülünün tasarımı, geniş ve engelsiz bir geçiş deliğine sahip olması sayesinde mevcut alanı verimli bir şekilde kullanmamızı sağladı. 100 mm'lik geçiş delikleri, hava beslemesini doğrudan iş miline getirmeyi, iş parçası tarafına bir malzeme indeksleyici yerleştirmeyi ve gerekli tüm güç bağlantılarını yapmayı kolaylaştırdı.

3. Maliyet kontrolü.Bu gömülü hareket sisteminin ilginç bir yönü, gereğinden fazla karmaşık olmamasıdır. Ana işlevsel gereksinim, konumlandırma doğruluğu değil, yüzey kalitesiyle ilgiliydi. Konumlandırma ihtiyaçları, en azından bizim standartlarımıza göre oldukça mütevazıdır. Bu nedenle, doğrudan okuma kodlayıcılarından vazgeçip tüm sistemi açık döngü modunda çalıştırabildik. Bu da müşterimize makine başına binlerce dolar tasarruf sağladı.

Gömülü Hareket Algılama ile Başlangıç

Bileşen bileşen hareket sistemlerinden gömülü hareket sistemlerine geçiş, bir nevi risk alma gibi görünebilir. Sonuçta, hareket kontrolünü bir tedarikçiye devredeceksiniz.

Doğru tedarikçiyi seçerseniz, dış kaynak kullanımı daha iyi performans ve güvenilirlik sağlayarak karşılığını verecektir. Hareket alt sistemleri tesisinize tamamen test edilmiş, garantili ve makinenize takılmaya hazır halde ulaşacağı için maliyetler de düşecektir.