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      2. 直线运动选择准则:POSTLUDES

        文章来源:锐特步进电机 时间:2019-12-30 10:03:16 浏览:

          您可能熟悉首字母缩写词LOSTPED和LOPSTED,它们包含表示负载,方向,速度,行程,精度,环境和占空比的字母。这些是选择机器人或运动系统并确定其大小时要考虑的最基本的七个关键要素。每个要求都应独立考虑,因为要求的结合有时会导致潜在解决方案的资格或取消资格。这些缩写词已经使用了一段时间,尽管有两个遗漏:“ U”(未知)和“ S”(安全)。

          为了弥补这一遗漏,我们可以在两个现有首字母缩写的末尾添加“ U”和“ S”以形成LOSTPEDUS和LOPSTEDUS,或者我们可以创建一个新的首字母缩写:POSTLUDES。我们中的许多人都熟悉序言一词,意思是开幕表演,动作或事件。后奏恰恰相反,意味着结束表演,动作或事件。这三个缩写词中的任何一个都可以使用,因此请选择最容易记住的一个。、
               P —精度

          更重要的是准确性或可重复性?

          精度/重复性要求是什么?

          这些值是否基于期望的运动曲线是现实的?

          精度是经常被误解和错误使用的要素。尽管人们经常将准确性和可重复性这两个词混淆,但让我们使用“准确性和可重复性”一词。通常,可重复性比准确性更重要。也就是说,客户经常要求一个准确的系统。精度可以定义为系统实际位置与控制器认为的位置之间的位置差。重复性定义为系统在相同情况(即相同方向和运动轮廓)下返回某个位置时的位置差异。由于机械内部的反冲和“倾斜”,单向可重复性和双向可重复性之间通常存在很大差异。

          当与速度元素结合使用时,事情可能会变得复杂。具有高动态性能水平(高速和高加速度)的大多数系统往往在精度要求方面存在困难。这些系统通常趋向于超出其目标位置,然后反转以“搜寻”预期位置。这对于某些应用程序可能是有问题的。注意:基于线性电动机的系统由于通常施加在系统上的力较大,因此通常没有旋转伺服电动机那样严重。但是,它们比其他同类系统贵得多,并且如果应用程序的力要求接近线性电动机的峰值力,则需要更长的时间才能解决。

          O —方向

          系统将如何安装?(“法线”在侧面,倒转,垂直,倾斜等)

          这将如何影响负载需求?

          系统的方向通常被认为是理所当然的,前提是将利用正常(水平)方向。这是一个错误的假设,因为在水平方向上工作的系统如果倒置可能无法工作,而在垂直方向上则可能无法按预期工作。当定向与负载结合在一起时,会对系统性能产生巨大影响。例如,并非所有系统都能在正常(水平)方向上支持相同的有效负载,而当有效负载反转或安装在其侧面时,它们可以支持相同的有效负载。在水平方向上运行良好的系统如果移到垂直方向上可能无法正常工作,因为电动机现在必须直接克服重力。

          S —速度

          所需的最大速度和加速度是多??少?

          最大可加加速度是多??少?

          需要什么运动曲线(形状)?

          系统的速度远远大于最大速度。如果您要客户定义最大速度,最大加速度或所需的运动曲线,他们可能会觉得困难;但是他们可以轻松地说明他们如何需要他们的设备才能每小时生产X个零件或在这么多秒内从A移到B。一旦建立了此要求,简单的数学计算将揭示最大速度,加速度和运动曲线。如果客户需要移动两米的距离,比如说十秒钟和一秒钟之间就存在很大的差异。

          一个经常被忽视的因素是“加速度”,它是加速度的变化率。例如,缓慢踩下汽车的加速器会产生较低的冲击值,迅速踩下加速器会产生中等的冲击值,而撞到砖墙上则会产生很高的冲击值。

          运动曲线是控制工程师用来定义系统运动的术语,它通过定义位置,速度和加速度(有时是急动)与时间的关系来描述。两种最常见的运动曲线是三角形和梯形。

          T —旅行

          所需行程(行程)是多少?

          允许的总封套是多少?

          需要多少个超程(安全区)?

          旅行是最容易定义的元素之一;但是,此变量的某些元素经常被忽略。需要定义的三个元素是行程,超程和整体包络。冲程是系统需要行驶的距离。超程是额外的行程,用于补偿安装过程中的错误(例如,未对准)和紧急停止情况下的额外行程。总包络线是运动系统可用的总空间。一些系统在运动系统周围几乎没有额外的空间,这可能会使组件选择变得困难。

          L-负载

          什么是手臂末端工具(EOAT),它在哪里?

          系统在使用过程中还会看到哪些附加力(例如,切割力或推力)?

          静态和动态自由体图是什么样的?是否已考虑所有负载?

          撞击后对系统的期望是什么?

          负载是指作用在系统上的力。载荷始于臂端工具(EOAT)和有效载荷。EOAT通常永久固定在机器人或运动系统上,并执行某种类型的工作。EOAT的典型示例包括:研磨机,焊机,吸盘,抓手,分配器,真空吸尘器和主轴。EOAT通?;崾┘佣钔獾母涸?。如果EOAT是切割工具或推动器,则该负载可以采用系统传输的重量或作用在系统上的力的形式。

          要“加载”三个组件:静态,动态和影响。重要提示:人们经常忘记动态条件,几乎每个人都忘记了冲击条件。动态和冲击载荷条件通?;岜灰磐?,因为它们无法在工程图中看到。

          当系统完全加载并处于静止状态时,就会发生静态加载情况。这是最容易描述的条件。在系统运行时,附加力(例如加速和减速)会作用在系统上?;褂谐寤髟睾商跫悸?。系统崩溃时会发生什么?它有望生存吗?该系统预期会死机多少次?是否应将“弱链接”组件设计为故障点?

          U —未知

          什么是已知的未知数?这些未知数的合理值是多少?

          有人将如何滥用此系统?

          可能出什么问题了?

          还有什么可能出问题?(重复此问题,直到您再无其他想法!)

          无论系统中进行了多少计划,总是会有意想不到的变量会对性能产生负面影响。大多数系统实际上都可以看到最常见的因素!最常见的两个是由于平行线性导轨未对准引起的额外负载,以及电缆和电缆托架的额外阻力。通过在调整系统组件的大小时考虑足够的安全系数,可以克服这两种情况。这些因素通常被称为“已知未知数”,因为您知道它们存在并且会影响系统,但是您不知道在多大程度上。

          另外,设计人员需要考虑如何滥用他们的系统。最终用户是否有可能使系统运行速度更快或负载更重?维护技术人员是否可以站在重要的设备上以接触其他物品?这些事情确实发生了,为它们进行计划很重要。

          D —占空比

          系统的实际占空比是多少?

          预期寿命是多少?

          占空比通常是错误计算的值。例如,一家工厂一天要运行八个小时的机器人。在这八个小时中,机器人几乎处于恒定运动状态。人们最常犯的错误是错误地认为占空比为33%(8/24小时)。占空比实际上是100%,因为在使用系统时,它处于恒定运动状态。计算占空比的最简单方法是观察单个移动。单步走需要多长时间?每次走动之间系统需要休息多长时间?许多运动控制组件制造商发布了定义的最大允许占空比,有些甚至会在高占空比应用中使用其组件时降低额定负载能力。

          要考虑的工作周期的第二个方面是客户期望系统持续使用多长时间。他们通?;崴党鲆欢ǖ氖奔?,并且有必要倒退计算出这段时间的总行驶距离以及总的工作时间。运动组件的寿命以米或英寸为单位,电气组件的寿命以小时为单位。

          E-环境

          系统将在什么环境下安装?

          环境有危害吗?

          维护时间表是什么,可以进行维护/润滑的系统是什么?

          环境中是否存在会损坏运动系统的污染物?

          系统是否会将污染物扩散到环境中,否则可能会损坏其他设备或产品

          有两种方法可以考虑运动系统的环境影响。首先,您必须考虑环境将如何影响系统;其次,您必须考虑系统将如何影响环境?;肪呈欠翊τ诩宋露?即高温或低温)?该区域中是否有污染物,例如污垢,碎屑或液体?抽真空了吗?是否存在可以直接施加于系统或系统周围区域的振动或其他冲击负荷?系统是否将安装在可能产生微粒的清洁环境中?

          最后,该系统将安装在哪里以及如何安装?系统周围是什么?技术人员可以轻松获得执行预防性维护的权限吗?因为不需要维护,系统是否需要润滑存储?

          S-安全

          该系统是否需要遵守任何安全标准?

          如果系统出现故障会怎样?

          是否需要为系统故障安装防护措施?

          人们会受到这个系统的伤害吗?如果是这样,将如何?;は低?

          在当今的社会,解决安全问题比以往任何时候都更加重要。没有一家公司比诉讼案更快地陷入沉没,而且,如果一家公司故意忽略安装必需的安全设备,那么许多保险公司都拒绝承保事故。政府法规和?;せ?例如OSHA,CCOHS,EU-OSHA)和行业标准(例如ANSI Z ##,ISO13849,IEC61508,EN61508,EN954508,EN954,UL,CE)对工业施加了更严格的标准。为了确定要包括哪些防护措施,非常重要的一点就是要询问客户其系统是否需要满足任何特殊要求,特别是人类是否会在任何级别进行交互。

          还请考虑在异常和/或意外事件期间可能发生的情况。在停电或自然灾害期间,此系统和有效载荷将如何处理?有效载荷安全吗?系统周围的人会安全吗?为了使系统安全,需要采取什么措施?成本是多少?

        TAG 直线运动
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