Տարբերությունը Stage-on-Granite և Integrated Granite Motion Systems-ի միջև

Տվյալ հավելվածի համար գրանիտի վրա հիմնված գծային շարժման ամենահարմար հարթակի ընտրությունը կախված է մի շարք գործոններից և փոփոխականներից:Շատ կարևոր է գիտակցել, որ յուրաքանչյուր հավելված ունի պահանջների իր ուրույն շարքը, որոնք պետք է հասկանալի և առաջնահերթ լինեն՝ շարժման հարթակի առումով արդյունավետ լուծում գտնելու համար:

Ամենուր տարածված լուծումներից մեկը ներառում է գրանիտե կառուցվածքի վրա դիսկրետ դիրքավորման փուլերի տեղադրումը:Մեկ այլ ընդհանուր լուծում ինտեգրում է այն բաղադրիչները, որոնք ներառում են շարժման առանցքները անմիջապես գրանիտի մեջ:Բեմի վրա գրանիտի և ինտեգրված գրանիտի շարժման (IGM) հարթակի միջև ընտրությունը ընտրության գործընթացում ընդունվող ավելի վաղ որոշումներից մեկն է:Լուծումների երկու տեսակների միջև կան հստակ տարբերություններ, և, իհարկե, յուրաքանչյուրն ունի իր արժանիքները և նախազգուշացումները, որոնք պետք է ուշադիր հասկանալ և դիտարկել:

Որոշումների կայացման այս գործընթացում ավելի լավ պատկերացում կազմելու համար մենք գնահատում ենք երկու հիմնարար գծային շարժման հարթակի նախագծման տարբերությունները՝ ավանդական փուլային լուծում և IGM լուծում, ինչպես տեխնիկական, այնպես էլ ֆինանսական տեսանկյունից՝ մեխանիկական ձևի տեսքով: կրող դեպքի ուսումնասիրություն:

Նախապատմություն

IGM համակարգերի և ավանդական փուլային գրանիտե համակարգերի նմանություններն ու տարբերությունները ուսումնասիրելու համար մենք ստեղծեցինք երկու փորձնական ձևավորում.

• Մեխանիկական առանցքակալ, բեմական գրանիտ
• Մեխանիկական առանցքակալ, IGM

Երկու դեպքում էլ յուրաքանչյուր համակարգ բաղկացած է երեք շարժման առանցքներից։Y առանցքը առաջարկում է 1000 մմ ճանապարհ և գտնվում է գրանիտե կառուցվածքի հիմքի վրա:X առանցքը, որը գտնվում է հավաքի կամրջի վրա 400 մմ ճանապարհով, կրում է ուղղահայաց Z առանցքը 100 մմ ճանապարհով:Այս դասավորությունը ներկայացված է պատկերագրական:

Բեմի վրա գրանիտի նախագծման համար մենք ընտրեցինք PRO560LM լայնածավալ բեմ Y առանցքի համար, քանի որ դրա կրող ավելի մեծ հզորությունը, որը տարածված է շարժման բազմաթիվ ծրագրերի համար, օգտագործելով այս «Y/XZ բաժանված կամուրջը»:X առանցքի համար մենք ընտրեցինք PRO280LM, որը սովորաբար օգտագործվում է որպես կամրջի առանցք շատ ծրագրերում:PRO280LM-ն առաջարկում է գործնական հավասարակշռություն իր հետքի և հաճախորդի ծանրաբեռնվածությամբ Z առանցքը կրելու ունակության միջև:

IGM նախագծերի համար մենք սերտորեն կրկնել ենք վերը նշված առանցքների հիմնական նախագծային հայեցակարգերը և դասավորությունը, այն հիմնական տարբերությամբ, որ IGM առանցքները ներկառուցված են անմիջապես գրանիտե կառուցվածքի մեջ և, հետևաբար, չունեն մեքենայացված բաղադրիչ հիմքերը, որոնք առկա են փուլի վրա: - գրանիտե նմուշներ.

Դիզայնի երկու դեպքում էլ տարածված է Z առանցքը, որն ընտրվել է որպես PRO190SL գնդիկավոր պտուտակով բեմ:Սա շատ տարածված առանցք է կամրջի վրա ուղղահայաց կողմնորոշման մեջ օգտագործելու համար՝ իր առատաձեռն բեռնվածքի և համեմատաբար կոմպակտ ձևի գործոնի պատճառով:

Նկար 2-ը ցույց է տալիս ուսումնասիրված հատուկ փուլային գրանիտի և IGM համակարգերը:

Տեխնիկական համեմատություն

IGM համակարգերը նախագծված են մի շարք տեխնիկայի և բաղադրիչների կիրառմամբ, որոնք նման են ավանդական բեմի վրա գրանիտե ձևավորումներում հայտնաբերվածներին:Արդյունքում, կան բազմաթիվ տեխնիկական հատկություններ, որոնք ընդհանուր են IGM համակարգերի և փուլային գրանիտե համակարգերի միջև:Ընդհակառակը, շարժման առանցքների ինտեգրումն ուղղակիորեն գրանիտե կառուցվածքի մեջ առաջարկում է մի քանի տարբերակիչ բնութագրեր, որոնք տարբերում են IGM համակարգերը բեմի վրա գրանիտե համակարգերից:

Ձևի գործոն

Թերևս ամենաակնառու նմանությունը սկսվում է մեքենայի հիմքից՝ գրանիտից:Չնայած կան տարբերություններ առանձնահատկությունների և հանդուրժողականության մեջ բեմի վրա գրանիտի և IGM նմուշների միջև, գրանիտե հիմքի, վերելակների և կամրջի ընդհանուր չափերը համարժեք են:Սա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ անվանական և սահմանային ճանապարհորդությունները նույնական են բեմի վրա գրանիտի և IGM-ի միջև:

Շինարարություն

IGM-ի նախագծում մշակված բաղադրիչ առանցքի հիմքերի բացակայությունը որոշակի առավելություններ է տալիս փուլային գրանիտե լուծումների նկատմամբ:Մասնավորապես, IGM-ի կառուցվածքային հանգույցում բաղադրիչների կրճատումն օգնում է բարձրացնել առանցքի ընդհանուր կոշտությունը:Այն նաև թույլ է տալիս ավելի կարճ հեռավորություն ապահովել գրանիտե հիմքի և վագոնի վերին մակերեսի միջև:Այս կոնկրետ դեպքի ուսումնասիրության մեջ IGM դիզայնն առաջարկում է 33% ավելի ցածր աշխատանքային մակերեսի բարձրություն (80 մմ համեմատ 120 մմ):Այս ավելի փոքր աշխատանքային բարձրությունը ոչ միայն թույլ է տալիս ավելի կոմպակտ դիզայն, այլ նաև նվազեցնում է մեքենայի շեղումները շարժիչից և կոդավորիչից մինչև աշխատանքային կետ, ինչը հանգեցնում է Abbe-ի սխալների կրճատմանը և, հետևաբար, աշխատանքային կետի դիրքավորման բարձրացմանը:

Առանցքի բաղադրիչներ

Դիզայնի մեջ ավելի խորը նայելով՝ բեմի վրա գրանիտի և IGM լուծումները կիսում են որոշ հիմնական բաղադրիչներ, ինչպիսիք են գծային շարժիչները և դիրքի կոդավորիչները:Ընդհանուր ուժի և մագնիսի ուղու ընտրությունը հանգեցնում է ուժի ելքային համարժեք հնարավորությունների:Նմանապես, նույն կոդավորիչների օգտագործումը երկու ձևավորումներում ապահովում է նույնական լավ լուծումներ դիրքորոշման հետադարձ կապի համար:Արդյունքում, գծային ճշգրտությունը և կրկնելիությունը էականորեն տարբեր չեն փուլային գրանիտի և IGM լուծումների միջև:Բաղադրիչների համանման դասավորությունը, ներառյալ առանցքակալների բաժանումը և հանդուրժողականությունը, հանգեցնում է համեմատելի կատարողականի երկրաչափական սխալ շարժումների առումով (այսինքն՝ հորիզոնական և ուղղահայաց ուղիղություն, սկիպիդար, գլորում և ծալում):Վերջապես, երկու դիզայնի օժանդակ տարրերը, ներառյալ մալուխի կառավարումը, էլեկտրական սահմանափակումները և կոշտ կանգառները, սկզբունքորեն նույնական են իրենց գործառույթներով, թեև դրանք կարող են որոշ չափով տարբերվել ֆիզիկական տեսքով:

Առանցքակալներ

Այս կոնկրետ դիզայնի համար ամենաուշագրավ տարբերություններից մեկը գծային ուղեցույցի առանցքակալների ընտրությունն է:Չնայած վերաշրջանառվող գնդիկավոր առանցքակալներն օգտագործվում են ինչպես բեմական գրանիտե, այնպես էլ IGM համակարգերում, IGM համակարգը հնարավորություն է տալիս ավելի մեծ, ավելի կոշտ առանցքակալներ ներդնել դիզայնի մեջ՝ առանց առանցքի աշխատանքային բարձրությունը մեծացնելու:Քանի որ IGM-ի դիզայնը հենվում է գրանիտի վրա՝ որպես հիմք, ի տարբերություն առանձին մշակված բաղադրիչի հիմքի, հնարավոր է վերադարձնել ուղղահայաց անշարժ գույքի մի մասը, որը այլապես կսպառվեր մեքենայացված բազայի կողմից, և ըստ էության այս տարածքը լրացնել ավելի մեծ տարածքով: առանցքակալներ՝ միաժամանակ նվազեցնելով բեռնատարի ընդհանուր բարձրությունը գրանիտի վերևում:

Կոշտություն

IGM դիզայնում ավելի մեծ առանցքակալների օգտագործումը մեծ ազդեցություն ունի անկյունային կոշտության վրա:Լայն մարմնի ստորին առանցքի (Y) դեպքում IGM լուծումն առաջարկում է ավելի քան 40% ավելի մեծ պտտվող կոշտություն, 30% ավելի մեծ կոշտություն և 20% ավելի մեծ կոշտություն, քան համապատասխան բեմի վրա գրանիտե դիզայնը:Նմանապես, IGM-ի կամուրջն առաջարկում է գլանվածքի կոշտության քառապատիկ աճ, բարձրության կոշտության կրկնապատկում և ավելի քան 30% ավելի մեծ թեքության կոշտություն, քան իր բեմի վրա գրանիտային նմանակը:Ավելի բարձր անկյունային կոշտությունը ձեռնտու է, քանի որ այն ուղղակիորեն նպաստում է դինամիկ աշխատանքի բարելավմանը, ինչը առանցքային է մեքենայի ավելի բարձր թողունակությունը հնարավոր դարձնելու համար:

Բեռնատարողություն

IGM լուծույթի ավելի մեծ առանցքակալները թույլ են տալիս զգալիորեն ավելի մեծ բեռնվածքի հզորություն, քան բեմի վրա գրանիտե լուծումը:Թեև բեմի վրա գրանիտի լուծույթի PRO560LM բազային առանցքը ունի 150 կգ բեռնվածք, համապատասխան IGM լուծումը կարող է տեղավորել 300 կգ ծանրաբեռնվածություն:Նմանապես, բեմի վրա գրանիտի PRO280LM կամրջի առանցքն ապահովում է 150 կգ, մինչդեռ IGM լուծման կամրջի առանցքը կարող է տեղափոխել մինչև 200 կգ:

Շարժվող զանգված

Թեև մեխանիկական կրող IGM առանցքների ավելի մեծ առանցքակալներն առաջարկում են ավելի լավ անկյունային կատարողական հատկանիշներ և ավելի մեծ բեռնատարողունակություն, դրանք նաև գալիս են ավելի մեծ, ավելի ծանր բեռնատարներով:Բացի այդ, IGM վագոնները նախագծված են այնպես, որ որոշ հաստոցներ, որոնք անհրաժեշտ են բեմի վրա գրանիտի առանցքի համար (բայց IGM առանցքի համար պահանջվող) հանվում են՝ մեծացնելով մասի կոշտությունը և հեշտացնել արտադրությունը:Այս գործոնները նշանակում են, որ IGM առանցքը ավելի մեծ շարժվող զանգված ունի, քան համապատասխան բեմի վրա գրանիտի առանցքը:Անվիճելի բացասական կողմն այն է, որ IGM-ի առավելագույն արագացումը ավելի ցածր է՝ ենթադրելով, որ շարժիչի ուժի թողարկումը անփոփոխ է:Այնուամենայնիվ, որոշակի իրավիճակներում ավելի մեծ շարժվող զանգվածը կարող է ձեռնտու լինել այն տեսանկյունից, որ դրա ավելի մեծ իներցիան կարող է ավելի մեծ դիմադրություն ապահովել անկարգությունների նկատմամբ, ինչը կարող է կապված լինել դիրքի կայունության բարձրացման հետ:

Կառուցվածքային դինամիկա

IGM համակարգի ավելի բարձր կրող կոշտությունը և ավելի կոշտ փոխադրումը տալիս են լրացուցիչ առավելություններ, որոնք ակնհայտ են մոդալ վերլուծություն իրականացնելու համար վերջավոր տարրերի վերլուծության (FEA) ծրագրային փաթեթ օգտագործելուց հետո:Այս ուսումնասիրության մեջ մենք ուսումնասիրեցինք շարժվող վագոնի առաջին ռեզոնանսը, քանի որ դրա ազդեցությունը սերվո թողունակության վրա:PRO560LM կառքը հանդիպում է ռեզոնանսի 400 Հց հաճախականությամբ, մինչդեռ համապատասխան IGM կառքը նույն ռեժիմն է զգում 430 Հց հաճախականությամբ:Նկար 3-ը ցույց է տալիս այս արդյունքը:

IGM լուծույթի ավելի բարձր ռեզոնանսը, երբ համեմատվում է ավանդական բեմի վրա գրանիտի հետ, կարող է մասամբ վերագրվել ավելի կոշտ կառքի և կրող դիզայնին:Փոխադրման ավելի բարձր ռեզոնանսը հնարավորություն է տալիս ունենալ ավելի մեծ սերվո թողունակություն և, հետևաբար, բարելավել դինամիկ կատարումը:

Գործառնական միջավայր

Առանցքների հերմետիկությունը գրեթե միշտ պարտադիր է, երբ առկա են աղտոտիչներ, անկախ այն բանից, թե դրանք առաջացել են օգտագործողի գործընթացում, թե այլ կերպ առկա են մեքենայի միջավայրում:Բեմական-գրանիտի լուծումները հատկապես հարմար են այս իրավիճակներում առանցքի բնածին փակ բնույթի պատճառով:Օրինակ, PRO-շարքի գծային փուլերը հագեցած են կոշտ ծածկոցներով և կողային կնիքներով, որոնք ողջամիտ չափով պաշտպանում են բեմի ներքին բաղադրիչները աղտոտումից:Այս փուլերը կարող են նաև կազմաձևվել սեղանի մաքրիչով կամընտիր մաքրիչով, որպեսզի մաքրեն վերին կոշտ կազմի բեկորները, երբ բեմը անցնում է:Մյուս կողմից, IGM շարժման հարթակներն իրենց բնույթով բաց են, առանցքակալները, շարժիչները և կոդավորիչները բացված են:Թեև ավելի մաքուր միջավայրում խնդիր չէ, սա կարող է խնդրահարույց լինել, երբ առկա է աղտոտում:Հնարավոր է լուծել այս խնդիրը՝ IGM առանցքի նախագծման մեջ ներդնելով փչովի ձևով հատուկ ծածկ՝ բեկորներից պաշտպանություն ապահովելու համար:Բայց եթե ճիշտ չկիրառվի, փչակը կարող է բացասաբար ազդել առանցքի շարժման վրա՝ արտաքին ուժեր հաղորդելով կառքին, երբ այն շարժվում է իր ամբողջ շրջագայության միջով:

Տեխնիկական սպասարկում

Ծառայողականությունը տարբերակիչ է բեմի վրա գրանիտի և IGM շարժման հարթակների միջև:Գծային-շարժիչային առանցքները հայտնի են իրենց ամրությամբ, սակայն երբեմն անհրաժեշտություն է առաջանում կատարել սպասարկում:Սպասարկման որոշ գործողություններ համեմատաբար պարզ են և կարող են իրականացվել առանց խնդրո առարկա առանցքը հեռացնելու կամ ապամոնտաժելու, բայց երբեմն ավելի մանրակրկիտ քանդում է պահանջվում:Երբ շարժման հարթակը բաղկացած է գրանիտի վրա տեղադրված դիսկրետ փուլերից, սպասարկումը բավականին պարզ խնդիր է:Նախ հանեք բեմը գրանիտից, ապա կատարեք սպասարկման անհրաժեշտ աշխատանքները և նորից տեղադրեք այն:Կամ պարզապես փոխարինեք այն նոր փուլով:

IGM լուծումները երբեմն կարող են ավելի դժվար լինել սպասարկում իրականացնելիս:Չնայած գծային շարժիչի մեկ մագնիսական շղթայի փոխարինումը շատ պարզ է այս դեպքում, ավելի բարդ սպասարկումն ու վերանորոգումը հաճախ ներառում են առանցքը կազմող շատ կամ բոլոր բաղադրիչների ամբողջական ապամոնտաժումը, ինչը ավելի ժամանակատար է, երբ բաղադրիչները տեղադրվում են անմիջապես գրանիտի վրա:Սպասարկում կատարելուց հետո նաև ավելի դժվար է գրանիտի վրա հիմնված առանցքները միմյանց հետ վերադասավորելը. խնդիր, որը զգալիորեն ավելի պարզ է առանձին փուլերով:

Աղյուսակ 1. Մեխանիկական կրող փուլ-գրանիտի և IGM լուծումների միջև հիմնարար տեխնիկական տարբերությունների ամփոփում:

Տնտեսական համեմատություն

Թեև շարժման ցանկացած համակարգի բացարձակ արժեքը կտարբերվի մի քանի գործոններից ելնելով, ներառյալ ճամփորդության երկարությունը, առանցքի ճշգրտությունը, բեռնվածքի հզորությունը և դինամիկ հնարավորությունները, այս ուսումնասիրության մեջ իրականացված անալոգային IGM և փուլ-գրանիտի շարժման համակարգերի համեմատական ​​համեմատությունները ցույց են տալիս, որ IGM լուծումները. ի վիճակի են միջինից բարձր ճշգրտության շարժումներ առաջարկել չափավոր ցածր գնով, քան բեմի վրա գրանիտի իրենց գործընկերները:

Մեր տնտեսական ուսումնասիրությունը բաղկացած է ծախսերի երեք հիմնական բաղադրիչներից՝ մեքենաների մասեր (ներառյալ և՛ արտադրված մասերը, և՛ գնված բաղադրիչները), գրանիտե հավաքումը և աշխատուժը և ծախսերը:

Մեքենայի մասեր

IGM լուծումը զգալի խնայողություններ է առաջարկում մեքենայական մասերի առումով փուլային գրանիտի լուծման համեմատ:Սա հիմնականում պայմանավորված է IGM-ի Y և X առանցքների վրա բարդ մշակված փուլային հիմքերի բացակայությամբ, որոնք բարդություն և ծախսեր են ավելացնում բեմի վրա գրանիտե լուծումներին:Ավելին, ծախսերի խնայողությունները կարող են վերագրվել IGM լուծույթի վրա մշակված այլ մասերի հարաբերական պարզեցմանը, ինչպիսիք են շարժվող վագոնները, որոնք կարող են ունենալ ավելի պարզ առանձնահատկություններ և որոշակիորեն ավելի հանգիստ հանդուրժողականություն, երբ նախատեսված են IGM համակարգում օգտագործելու համար:

Գրանիտե հավաքներ

Թեև IGM-ի և բեմի վրա գրանիտե համակարգերում գրանիտային բազա-բարձրացնող կամուրջները կարծես ունեն նույն ձևի գործոնը և տեսքը, IGM գրանիտե հավաքույթը փոքր-ինչ ավելի թանկ է:Դա պայմանավորված է նրանով, որ գրանիտը IGM լուծույթում զբաղեցնում է մեքենայացված բեմի հիմքերը փուլային գրանիտի լուծույթում, ինչը պահանջում է, որ գրանիտը ունենա ընդհանուր առմամբ ավելի խիստ հանդուրժողականություն կրիտիկական շրջաններում և նույնիսկ լրացուցիչ առանձնահատկություններ, ինչպիսիք են արտամղված կտրվածքները և/ կամ թելերով պողպատե ներդիրներ, օրինակ:Այնուամենայնիվ, մեր դեպքի ուսումնասիրության մեջ գրանիտե կառուցվածքի ավելացված բարդությունն ավելի քան փոխհատուցվում է մեքենայի մասերի պարզեցմամբ:

Աշխատանքային և ընդհանուր ծախսեր

Ինչպես IGM-ի, այնպես էլ գրանիտային համակարգերի հավաքման և փորձարկման բազմաթիվ նմանությունների պատճառով, աշխատուժի և ընդհանուր ծախսերի մեջ էական տարբերություն չկա:

Երբ այս բոլոր ծախսերի գործոնները համակցվեն, այս ուսումնասիրության մեջ ուսումնասիրված հատուկ մեխանիկական կրող IGM լուծումը մոտավորապես 15%-ով ավելի քիչ ծախսատար է, քան մեխանիկական կրող, փուլային գրանիտի լուծույթը:

Իհարկե, տնտեսական վերլուծության արդյունքները կախված են ոչ միայն այնպիսի ատրիբուտներից, ինչպիսիք են ճանապարհորդության երկարությունը, ճշգրտությունը և ծանրաբեռնվածությունը, այլ նաև այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են գրանիտի մատակարարի ընտրությունը:Բացի այդ, խելամիտ է հաշվի առնել առաքման և նյութատեխնիկական ծախսերը, որոնք կապված են գրանիտե կառուցվածքի ձեռքբերման հետ:Հատկապես օգտակար է շատ մեծ գրանիտե համակարգերի համար, թեև ճիշտ է բոլոր չափերի համար, համակարգի վերջնական հավաքման վայրին ավելի մոտ գտնվող որակյալ գրանիտի մատակարար ընտրելը կարող է նաև օգնել նվազագույնի հասցնել ծախսերը:

Հարկ է նաև նշել, որ այս վերլուծությունը հաշվի չի առնում հետիրականացման ծախսերը:Օրինակ, ենթադրենք, որ անհրաժեշտ է դառնում սպասարկել շարժման համակարգը՝ վերանորոգելով կամ փոխարինելով շարժման առանցքը:Բեմի վրա գրանիտային համակարգը կարող է սպասարկվել՝ ուղղակի հեռացնելով և վերանորոգելով/փոխարինելով տուժած առանցքը:Բեմական ոճի ավելի մոդուլային դիզայնի պատճառով դա կարելի է անել համեմատաբար հեշտությամբ և արագությամբ՝ չնայած համակարգի սկզբնական բարձր արժեքին:Թեև IGM համակարգերը, ընդհանուր առմամբ, կարելի է ձեռք բերել ավելի ցածր գնով, քան իրենց բեմական գրանիտային գործընկերները, դրանք կարող են ավելի դժվար լինել ապամոնտաժելը և սպասարկելը՝ շինարարության ինտեգրված բնույթի պատճառով:

Եզրակացություն

Ակնհայտ է, որ շարժման հարթակի դիզայնի յուրաքանչյուր տեսակ՝ բեմական գրանիտ և IGM, կարող է առաջարկել հստակ առավելություններ:Այնուամենայնիվ, միշտ չէ, որ ակնհայտ է, թե որն է առավել իդեալական ընտրությունը որոշակի շարժման կիրառման համար:Հետևաբար, մեծապես ձեռնտու է համագործակցել շարժման և ավտոմատացման համակարգերի փորձառու մատակարարի հետ, ինչպիսին է Aerotech-ը, որն առաջարկում է հստակորեն կիրառական կենտրոնացված, խորհրդատվական մոտեցում՝ ուսումնասիրելու և արժեքավոր պատկերացում կազմելու լուծման այլընտրանքների վերաբերյալ՝ դժվարին շարժման կառավարման և ավտոմատացման հավելվածներին:Հասկանալը ոչ միայն ավտոմատացման լուծումների այս երկու տեսակների միջև տարբերությունը, այլև դրանց լուծման համար անհրաժեշտ խնդիրների հիմնարար ասպեկտները, շարժման համակարգի ընտրության հաջողության հիմքում ընկած բանալին է, որն ուղղված է նախագծի և՛ տեխնիկական, և՛ ֆինանսական նպատակներին:

AEROTECH-ից։