Lập kế hoạch cho một dự án tự động hóa mới

Một dự án tự động hóa mới có thể gây khó khăn; chúng tôi biết. Với tất cả các thuật ngữ kỹ thuật, hệ thống dây điện, giao diện điều khiển máy tính và các loại chuông và còi khác, thật khó để biết nơi nào có thể phù hợp.bắt đầu! Khi sự không chắc chắn đang cản trở dự án của bạn tiến triển, việc quay lại những vấn đề cơ bản và xem xét các yêu cầu của dự án có thể chỉ cho bạn một lộ trình phía trước. Tôi muốn nói rằng kiến ​​thức là sức mạnh, nhưngsự hiểu biết là tiền tệ.

Khi bắt đầu một dự án tự động hóa mới hoặc trang bị lại và thay thế bộ truyền động tuyến tính vào dự án hiện có, những câu hỏi này sẽ giúp bạn xác định (các) bộ truyền động nào sẽ hoạt động cho dự án của bạn.

  • Ứng dụng là gì?
    • Bạn có đang đưa thiết bị truyền động vào một thiết kế hoặc sản phẩm hiện có không?
    • Bạn đang thiết kế một dự án mới từ đầu?
  • Tải trọng trên thiết bị là bao nhiêu hoặc bạn cần bao nhiêu lực?*
    • Xếp hạng trọng lượng thiết bị truyền động là dành cho chỉ tải dọc trục. Đối với các ứng dụng phi tuyến tính (như bản lề), bạn có thể cần tính tải trọng trục.
  • Bạn cần bao nhiêu hành trình ('du lịch')?
  • Tốc độ chuyển động cần thiết?
    • Thiết bị truyền động tốc độ di chuyển và đánh giá lực có liên quan nghịch đảo. Bạn có thể cần phải chọn giữa tốc độ bạn muốn hoặc lực bạn muốn, tùy thuộc vào ứng dụng.
  • Bạn cần nó để hoạt động bao lâu một lần?
    • Chúng tôi tính toán chu kỳ nhiệm vụ ở mức 5 phút sử dụng liên tục (TRONG cử động); hầu hết các ứng dụng phi công nghiệp không cần xem xét chu kỳ nhiệm vụ.
  • Điều kiện khác?
    • Các tính năng như chống va chạm, giảm thiểu tốc độ hoặc kiểm soát tốc độ thay đổi có thể được đưa vào các thành phần bổ sung.
    • Các chức năng khác đôi khi có thể được thực hiện bằng rơle, sơ đồ điều khiển và hệ thống dây điện sáng tạo.

Khi đã hiểu tất cả các tiêu chí trên, bạn đã sẵn sàng xây dựng hệ thống của mình từ các thành phần. Một hệ thống truyền động cơ bản yêu cầu các bộ phận sau:

  1. (Các) thiết bị truyền động & Dấu ngoặc vuông - Chân đế dành riêng cho bộ truyền động. Tham khảo các trang sản phẩm để có dấu ngoặc thích hợp
  2. Điều khiển (Công tắc hoặc Xa hoặc PLC)
    1. Phần điều khiển của hệ thống chịu trách nhiệm chuyển đổi cực của mạch động cơ, điều khiển hướng chuyển động của cơ cấu chấp hành.
    2. Hầu hết hạn chế, điều kiện và yêu cầu cho một hệ thống tự động có liên quan đến sơ đồ điều khiển.
    3. Giao tiếp với hệ thống bên ngoài có thể được thực hiện với các thành phần điều khiển ở các mức độ phức tạp khác nhau.
  3. Nguồn năng lượng - (Vượt quá mức cường độ dòng điện tích lũy của bộ truyền động của bạn)
    1. Hệ thống đơn giản nhất có thể là Hệ thống điều khiển và cấp nguồn có dây CSPS, thêm một bộ truyền động (có dòng rút 5A).

Tiếp theo, đã đến lúc xác định yêu cầu quan trọng nhất. Chúng tôi nhận thấy hầu hết các dự án đều phù hợp với một trong các danh mục sau: Nâng/Hạ theo chiều dọc, Chuyển động trượt ngang, Dẫn động bản lề hoặc dự án dựa trên độ chính xác (Ví dụ:bên trên, Nền tảng Stewart hoặc thiết bị thử nghiệm khoa học). Chúng tôi sẽ không đề cập đến độ chính xác trong bài viết này; nếu bạn đang thiết kế một ứng dụng chính xác, chúng tôi khuyên bạn nên bắt đầu với Hướng dẫn sử dụng thiết bị truyền động điều khiển bằng Arduino

Các ứng dụng Nâng dọc và Trượt ngang là những ứng dụng dễ lập kế hoạch nhất - mọi thứ đều song song, do đó không cần tính toán bổ sung để có được xếp hạng hành trình và trọng lượng của bạn - chỉ cần phép cộng và trừ đơn giản.

Thang máy dọc

Một trong những điều nhất thẳng thắn các ứng dụng là Thang máy hoặc Thang máy thả xuống Thiết bị nhà bếp - những dự án này phổ biến đến mức chúng tôi đã tạo ra một bộ truyền động gần như tất cả trong một cho nó! Thang máy thiết bị nhà bếp là chỉ một có khả năng di chuyển theo đường thẳng đứng, với sự hỗ trợ đáng kể từ khung thép dạng ống lồng.

Một trong những điều nhất sử dụng rộng rãi các ứng dụng nâng thẳng đứng cho bộ truyền động của chúng tôi là Xe nâng giường Camper Van. Hoạt động này là một chuyển động thẳng đứng trực tiếp, thường trải rộng trên 2-4 bộ truyền động và yêu cầu chuyển động đồng đều, đồng bộ.

Cả hai dự án trên đều sử dụng cùng một nguyên tắc, cũng như ví dụ bên dưới. Bộ truyền động đang di chuyển một vật gì đó vào hoặc ra khỏi đường đi theo chuyển động thẳng, đơn giản, thẳng đứng. Duy nhất chức năng sự khác biệt giữa các dự án là vị trí của bộ truyền động so với vật chuyển động - hầu hết Thang máy giường đều có bộ truyền động bên dưới đối tượng; hầu hết các Thang máy Thiết bị Nhà bếp sẽ ở bên dưới và đằng sau, và những người khác thậm chí có thể phía trên hoặc liền kề vật chuyển động. Trong một số ứng dụng cụ thể, ròng rọc có thể được sử dụng. Miễn là cả hai đều không thiết bị truyền động cũng không vật chuyển động bị cản trở và các kết nối được gắn chắc chắn thì hoạt động sẽ hoạt động.

Với ví dụ này, chúng ta sẽ giả vờ như chúng ta có một Cửa sổ xuyên qua 20” cái đó phải được kéo hướng lên và không thể sử dụng được. Cửa sổ nặng 25 pound, bao gồm cả khung. Cửa sổ đang đi đúng hướng. Chúng ta cần phải có hơn lực đẩy/kéo lớn hơn 25 pound và ít nhất (các) bộ truyền động hành trình 20”.

(Các) bộ truyền động trong hoạt động này có thể được gắn theo chiều dọc theo một trong hai hướng. Trong ảnh trên, một đơn vị có thanh hướng lên và một xuống. Các chấm màu đỏ biểu thị các dấu ngoặc hoặc phần đính kèm cần thiết cho chuyển động. Hoạt động này có thể sử dụng hai đồng bộ bộ truyền động, được lắp song song, để đảm bảo và chuyển động đều của cửa sổ. Hoạt động này có thể Mà còn được thực hiện bằng một bộ truyền động duy nhất, phía trên cửa sổ, kéo từ giữa - cửa sổ cần được cân bằng đủ tốt để không ràng buộc trong quá trình hoạt động. Nếu đây là vấn đề đáng lo ngại, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng Thanh trượt ray, Thanh trượt ngăn kéo hoặc thanh dẫn hướng tuyến tính khác để đảm bảo chuyển động không bị ràng buộc.

Tiếp theo, chuyển động thực tế. Cửa sổ này cao 20”. Sử dụng một Thiết bị truyền động tuyến tính cao cấp cho ví dụ này; Tại thời điểm viết bài, chúng ta có tùy chọn nét 18” và tùy chọn nét 24” - chúng ta nên chọn tùy chọn nào? Hành trình của bộ truyền động là lượng chuyển động tối đa bạn có thể nhận được từ đơn vị. Bạn có thể luôn luôn hạn chế chuyển động hơn nữa với Công tắc giới hạn bên ngoài. Đối với ví dụ 20” của chúng tôi, 18” thiết bị truyền động sẽ để lại 2” cửa sổ bên trong lỗ mở. Một thiết bị 24 inch, mặc dù dài hơn, nhưng có thể được giới hạn ở mức 20 inch mà chúng tôi yêu cầu mà không cần quá nhiều thêm Sự xem xét. Chúng tôi không muốn bộ truyền động ngừng hoạt động sau khi cửa sổ đóng, vì điều này có thể làm tổn thương cửa sổ, ngón tay của ai đó, bộ truyền động hoặc tất cả những nguyên nhân trên. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng Công tắc giới hạn bên ngoài để dừng hoạt động khi chuyển động mong muốn hoàn tất. Bấm vào đây để biết thêm thông tin về cài đặt và nối dây Công tắc giới hạn bên ngoài.

Trong dự án ví dụ, chúng ta nên sử dụng Công tắc giới hạn bên ngoài để dừng bộ truyền động trên đóng cửa hoặc hạ xuống chức vụ. Để làm điều này, chúng ta sẽ sắp xếp vị trí Rút lại (Lên) của cửa sổ với rút lại hoàn toàn vị trí của bộ truyền động; Điều này sử dụng phía rút lại công tắc giới hạn bên trong của bộ truyền động để hạn chế chuyển động trở lên, và Công tắc giới hạn bên ngoài sẽ dừng việc mở rộng (hạ thấp) ngay khi cửa sổ tiếp xúc với ngưỡng cửa.

Chúng ta nên lấy nằm ngang tính đến kích thước của cửa sổ hệ thống dây điện, nhưng nó sẽ không ảnh hưởng gì đến hoạt động.

Trượt ngang

Hoạt động trượt ngang có thể được tính toán giống như hoạt động thẳng đứng, nhưng yêu cầu về tải trọng sẽ thay đổi. Hoạt động theo chiều ngang phổ biến bao gồm ngăn kéo hoặc cầu thang trượt, TV ẩn di chuyển sang một bên hoặc bệ mở rộng (chẳng hạn như các tấm pin mặt trời có thể triển khai).

Khi tự động hóa chuyển động ngang, bước đầu tiên là tạo chuyển động được tự động hóa. Hầu hết các dự án đều sử dụng Drawer Slide hoặc Rail Slide cho việc này. Trong ứng dụng này, slide là Thực ra chịu trọng lượng tải, vì vậy việc chọn Thanh dẫn tuyến tính hoặc Thanh trượt phù hợp là điều tối quan trọng. Trước tiên, bạn sẽ muốn cài đặt các thành phần trượt tuyến tính và đảm bảo chuyển động hoạt động bằng cách dùng tay đẩy ứng dụng (nếu có thể).

Chúng tôi đã xác định rằng bộ truyền động trong ứng dụng này thực hiện không đẩy toàn bộ trọng lượng của vật. Thay vào đó, bộ truyền động chỉ cần khắc phục ma sát trên các hướng dẫn tuyến tính - tùy thuộc vào những gì bạn đã sử dụng, giá trị này có thể rất thấp. Nếu bạn không thể ước tính lực gần đúng từ việc tự mình di chuyển vật thể, bạn có thể tính toán ma sát/mô-men xoắn tích lũy của các cầu trượt dựa trên trọng lượng của vật thể chuyển động, sau đó đảm bảo bộ truyền động vượt quá giá trị đó. Tùy chọn cuối cùng là chọn một bộ truyền động có thể nâng theo chiều dọc vật đảm bảo rằng vật sẽ chuyển động theo chuyển động trượt theo phương ngang.

Bản lề hoặc nắp đậy

Loại dự án phổ biến thứ ba của chúng tôi là ứng dụng có bản lề. Chúng tôi thực sự có một máy tính để trợ giúp việc này - tuy nhiên bài viết này sẽ không giải quyết cách sử dụng Máy tính Bộ truyền động tuyến tính. (Nhấp vào đây để xem bài viết hướng dẫn LAC).

Một ứng dụng bản lề yêu cầu một số phép tính lượng giác và vật lý đơn giản nếu được thực hiện từ đầu. Như thường lệ, bước đầu tiên là xác định chuyển động và đảm bảo vật chuyển động có thể khớp nối xung quanh bản lề một cách hiệu quả.

Ứng dụng lý tưởng cho phép bộ truyền động đẩy vật chuyển động dọc theo đường chuyển động của nó. Đường chuyển động của vật thể này là một đường vòng cung chứ không phải đường thẳng - điều này có nghĩa là góc tấn của bộ truyền động sẽ thay đổi trong quá trình hoạt động - điều này có nghĩa là lực cần thiết nhất thời cũng sẽ thay đổi thông qua hoạt động. Trong những tình huống này, góc của bộ truyền động so với vật chuyển động (nắp hoặc nắp) là rất quan trọng. Các vị trí lắp đặt sẽ ảnh hưởng đến góc này cũng như lực; bạn có thể đã nhận ra điều đó ứng dụng này3 biến tất cả đều thay đổi và ảnh hưởng đến giá trị của những cái khác. Các biến này là Chiều dài hành trình của bộ truyền động, Vị trí lắp vật thể so với khớp Bản lề và lực truyền động cần thiết. Nên tập trung vào khoảng cách và hành trình đầu tiên, sau đó tính toán yêu cầu về cân nặng cho vị trí tương ứng đó.

Khi nắp/vật thể được 'đóng' và bộ truyền động được rút lại, các điểm lắp phải cách nhau bằng Chiều dài từ lỗ đến lỗ của Bộ truyền động được rút lại và khi nắp/vật được 'mở', các điểm lắp này phải là chiều dài bộ truyền động mở rộng cách nhau - Một nét quá dài có thể bị giới hạn ở độ dài chính xác, nhưng một nét quá ngắn sẽ không di chuyển được đối tượng một cách trọn vẹn. Máy tính được đề cập trước đó là được thiết kế để giúp thực hiện những ước tính này. Bấm vào đây để xem hướng dẫn đó.

Nếu các điểm lắp đặt là gần bản lề hơn, hoạt động sẽ yêu cầu một lực cao hơn, bộ truyền động hành trình ngắn hơn. Nếu điểm lắp đặt của bạn cách xa bản lề hơn, bạn sẽ có thể sử dụng lực thấp hơn thiết bị truyền động với một chiều dài hành trình dài hơn. Đối với các dự án có bản lề, hầu như có luôn luôn là một phạm vi về các khả năng của bộ truyền động chức năng và bạn phải xác định một trong những lựa chọn sẽ phù hợp nhất với dự án của bạn.

Bạn có thể đã nhận ra rằng chúng ta đang xác định hai điểm trên một mặt phẳng tạo thành một hình tam giác khi triển khai - đây là lượng giác có thể được sử dụng để tính độ dài nét từ đầu. Lý do này cũng có thể xác định hai điểm gắn có thể, trong tình huống này, một trong hai vị trí sẽ hoạt động nhưng chúng sẽ luôn có giá trị tải khác nhau. Một ví dụ về những gì nó trông giống như dưới đây.

Vị trí lắp 1: Hoạt động này sẽ có một trọng lượng tải thấp hơn, vì các vị trí lắp đặt là gần vuông góc hơn khi vật ở vị trí nằm ngang, tức là khi có tải nhiều nhất trên bộ truyền động. Lợi thế cơ học cao hơn với thiết kế này.

Vị trí lắp đặt 2: Bố cục này sẽ yêu cầu một bộ truyền động lực cao hơn; điều này là do bộ truyền động có góc cạnh đối với bản lề. Điều này đòi hỏi nhiều lực hơn để Đang bắt đầu di chuyển đối tượng.

 

Share This Article

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.