• IIANews微官网
    扫描二维码 进入微官网
    IIANews微信
    扫描二维码 关注微信
    移动客户端
  • English
2020OEM机械设计技术研讨会云会议
工业连接

电影院都开业了,不妨先看看机器设计的微型化创新三部曲

  2020年07月30日  

  最近,大家心心念念的电影院终于陆续开业了!

  时隔大半年再次走进电影院你们会是什么感觉呢?

  浩哥曾看过一部1966年在美国上演的一部科幻电影《奇异的航行》,

  预示了微型化时代的到来——因为没有多少年,

  科学家就把它变成现实。

  在机器制造领域,过去大多数的机器设备体积庞大,

  较为笨重,耗能巨大,由此带来了诸多不变。

  机器设计的体积不断变小,性能提升并降低了成本,

  而当前随着机电一体化和通信电子技术水平的不断提高,

优势源于设计,趋势源于点滴

  抛开机器设计领域,我们身边微型化的技术案例有很多。摩尔定律表明微芯片的集成密度每18个月翻一番,智能手机在过去20年中,已经从移动电话发展成为将通信、导航、娱乐和多种专业功能集成于一体的设备,甚至就连很多娱乐设施,譬如一体化的手持麦克风,都展现了微型化的趋势。在机器设计中,重要的电气设计部分的微型化、小尺寸趋势也已经非常明显。例如,越来越多的伺服产品都宣称小体积和轻薄/紧凑结构,方便安装和电气柜布局,从而可以在单位空间内部署更多电气部件,最终达到完成更多精细控制动作,提升设备自动化水平的目的,也为工厂节省了最为宝贵的空间。还有近来在工业机器人领域应用较多的驱控一体机,集工业PC、运动控制和伺服驱动为一体,提供多种外部扩展接口,体积变小的同时也带来了更加可控的成本,比传统运动控制电控柜可靠性更高,客户应用和布线更简单。

微型化的创新三部曲

  节省空间、材料成本和能耗是机器设计微型化趋势的主要优势。但是,不同设计功能的整合以及相应的微型化究竟可以达到什么程度?要不断提升微型化创新程度,大致有以下“三大法宝”可以进行逐一祭出:

  其一曰优化。基于不断增加的OEM核心知识以及使用越来越精确的CAE工具和方法,直接通过设计尺寸缩小、简化,或者逐渐采用新材料等方式实现优化;
  其二曰整合。通过整合两个或多个先前单独工作的功能单元,减少部件、组件和机器模块的尺寸,从而提高这些单元的集成度;
  其三曰创新。在组件、模块上采用创新技术或结合现有技术,从根本上改变机器尺寸和紧凑度,实现迄今为止尚无法实现的关键材料和成本的节省。

  第一个容易理解,第二和第三个不妨分别用一个设计案例进行说明。整合案例——对于机床上的电机主轴而言,驱动电机的所有机械元件(轴、轴承、刀具夹具等)均无需进一步调整即可集成到机床上,同时还可确保能够集成其他元件,并可承受与机器有关的所有负载。创新案例——在全电动塑料注射成型机中,塑料的注入和计量以及模具的打开和关闭都完全转为通过伺服驱动器驱动,这样,机器模块就可以设计得更加紧凑。与采用传统液压技术的类似机器相比,额外的好处就是能耗几乎减少一半。

评估微型化的创新潜力

  为了能够正确、全面评估机器微型化的成本和收益,首先需要进行科学的评估。由德国VDMA开发的生命周期成本/生命周期成本(LCC)分析可以作为面向系统方法的指南使用。此外,根据VDI 4800 BLATT 1指南(资源效率的测量和评估/2016年2月)可以作为针对性的参考。建议采用的评估流程如下:

  分别按照机器模块、单元以及功能考虑输出系统,并根据所推荐的其中一个系统对其进行优先排序。目的是为那些代表系统最高材料或成本份额元件赋予更高的优先级。这样,就可以确定具有最高节省潜力的零部件。

  通过进行与上述相同目标的“专家分析”,往往可以发现系统固有的其他不太容易发现的优化潜力。

  随后从不同角度评估具有最高节省潜力的系统,例如体现OEM核心竞争力的关键功能、遍布整个系统的基本功能(如,载体或输送系统) 、更贴近现有技术水平且对OEM而言具有次要意义的附加功能或辅助功能。

  在最后一步中,专家应当对上述三个创新阶段在所有高优先级机器元件微型化方面的适用性进行评估。

接口带来微型化的创新价值

  接口在微型化过程中的作用不容小觑。英特尔在1970年代末开发8086微处理器时,晶体管数量达到了5位数左右的中等水平,DIP封装采用的双排40针连接技术就完全可以满足要求。仅仅10年以后,同一制造商的80486微处理器大约一百万个晶体管就已经需要包含容纳数百个引脚的引脚网格阵列 (PGA)的接口,才能够确保相应计算机系统实现全部功能(包括接口数量、EMC 。。。)!与集成电路技术相同,生产技术所采用的封装密度以及机器模块的集成度也在不断提高,需要对工业接口解决方案进行优化设计。作为全球领先解决方案提供商之一,浩亭可以提供生产系统现代控制、驱动、HMI和通信技术所需的所有类型接口,凭借不同阶段的微型化创新接口技术,为机器设计和工厂工程的微型化提供支持。

  根据微型化水平和集成度不同,在浩亭全面的工业接口的产品及解决方案中,同样可以追溯到相同的三种微型化创新层面,这对于相关应用非常有利。

  原则上,微型化没有下限,至少限制因素与接口无关。毕竟,微型化(或制造技术)中的指导原则并非接口,而是系统的功能和尺寸。正如浩亭多年来与客户合作所确认的那样,只要将OEM的要求与接口制造商在不同行业和应用中的实践经验相结合,就可以准确实现在机械和工厂工程获得“尺寸缩减”的最佳结果。由此获得的创新方案将为最佳灵活性、技术性和经济性的解决方案开辟道路,并为未来发展指明方向。

标签:浩亭 HARTING我要反馈
最新视频
ABB Smart Connection数字化仓库-无线扫码出入库   
让经销商借“数”腾飞,ABB Smart Connection有何秘诀?   
魏德米勒
专题报道
2020年4月16日,由智能网联合国际工业自动化、造车网共同打造的“线上云展”——2020第二届中国智能展览会正式上线。本季展会为期10天,继续围绕“智能领跑,无限未来”的主题打造七大虚拟展厅,以强大的科技核心本源为参展商、投资商与展会观众之间筑建持续畅通的信息桥梁,助力中国制造业新的增长。
企业通讯
罗克韦尔自动化智能运维
罗克韦尔自动化智能运维

当前,刚刚经受过疫情洗礼的广大制造型企业,即将面临“后疫情时代”复工复产的安全和效率压力,以及生产运维的诸多痛点和挑战。

西门子专栏《自有工论》
西门子专栏《自有工论》

“工业5G”将会是5G未来发展最为茁壮的分支之一,其与云技术、边缘计算和人工智能等先进制造技术的融合共振,将为智能制造和

在线会议

社区

澳门国际赌场 重庆百变王牌走势图 奔驰俱乐部 518彩票注册 360德克萨斯扑克 菲律宾赌场 网上棋牌室 全球彩票注册 真人棋牌娱乐 e世博官方网站