ความแตกต่างระหว่าง Stage-on-Granite และ Integrated Granite Motion Systems

การเลือกแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ทำจากหินแกรนิตที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานแต่ละประเภทขึ้นอยู่กับปัจจัยและตัวแปรหลายประการ สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าการใช้งานแต่ละประเภทมีข้อกำหนดเฉพาะของตนเอง ซึ่งต้องทำความเข้าใจและจัดลำดับความสำคัญเพื่อให้ได้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพในแง่ของแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่

หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่พบได้ทั่วไปคือการติดตั้งแท่นวางตำแหน่งแบบแยกส่วนบนโครงสร้างหินแกรนิต อีกวิธีแก้ปัญหาที่นิยมใช้คือการรวมส่วนประกอบที่ประกอบเป็นแกนการเคลื่อนที่เข้ากับหินแกรนิตโดยตรง การเลือกระหว่างแท่นวางบนหินแกรนิตและแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่แบบบูรณาการกับหินแกรนิต (IGM) เป็นหนึ่งในขั้นตอนแรกๆ ที่ต้องทำในกระบวนการคัดเลือก มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างวิธีการแก้ปัญหาทั้งสองประเภท และแน่นอนว่าแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อควรระวังของตนเองที่ต้องทำความเข้าใจและพิจารณาอย่างรอบคอบ

เพื่อให้เข้าใจกระบวนการตัดสินใจนี้ได้ดียิ่งขึ้น เราจึงประเมินความแตกต่างระหว่างการออกแบบแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่เชิงเส้นพื้นฐานสองแบบ ได้แก่ โซลูชันแบบแท่นวางบนหินแกรนิตแบบดั้งเดิม และโซลูชัน IGM จากทั้งมุมมองทางเทคนิคและทางการเงินในรูปแบบของกรณีศึกษาเกี่ยวกับแบริ่งเชิงกล

พื้นหลัง

เพื่อสำรวจความเหมือนและความแตกต่างระหว่างระบบ IGM และระบบการผลิตหินแกรнитแบบดั้งเดิม เราจึงได้สร้างแบบจำลองกรณีทดสอบสองแบบ:

  • ตลับลูกปืนเชิงกล แท่นวางบนหินแกรนิต
  • ตลับลูกปืนเชิงกล, IGM

ในทั้งสองกรณี ระบบแต่ละระบบประกอบด้วยแกนการเคลื่อนที่สามแกน แกน Y มีระยะการเคลื่อนที่ 1000 มม. และตั้งอยู่บนฐานของโครงสร้างหินแกรนิต แกน X ซึ่งตั้งอยู่บนสะพานของชุดประกอบ มีระยะการเคลื่อนที่ 400 มม. รองรับแกน Z ในแนวตั้งที่มีระยะการเคลื่อนที่ 100 มม. การจัดเรียงนี้แสดงด้วยภาพประกอบ

 

สำหรับการออกแบบแท่นวางบนหินแกรนิต เราเลือกใช้แท่นวางแบบตัวกว้าง PRO560LM สำหรับแกน Y เนื่องจากมีความสามารถในการรับน้ำหนักได้มากกว่า ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการใช้งานการเคลื่อนที่หลายประเภทที่ใช้การจัดเรียงแบบ "สะพานแยก Y/XZ" นี้ สำหรับแกน X เราเลือกใช้ PRO280LM ซึ่งมักใช้เป็นแกนสะพานในการใช้งานหลายประเภท PRO280LM มีความสมดุลที่ลงตัวระหว่างขนาดพื้นที่ติดตั้งและความสามารถในการรับน้ำหนักแกน Z พร้อมกับน้ำหนักบรรทุกของลูกค้า

สำหรับการออกแบบ IGM เราได้จำลองแนวคิดการออกแบบและเค้าโครงพื้นฐานของแกนข้างต้นอย่างใกล้ชิด โดยมีความแตกต่างหลักคือ แกน IGM ถูกสร้างขึ้นโดยตรงในโครงสร้างหินแกรนิต ดังนั้นจึงไม่มีฐานชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึงเหมือนในแบบที่วางบนหินแกรนิต

สิ่งที่เหมือนกันในทั้งสองกรณีการออกแบบคือแกน Z ซึ่งเลือกใช้เป็นสเตจขับเคลื่อนด้วยบอลสกรู PRO190SL แกนนี้เป็นที่นิยมมากสำหรับการใช้งานในแนวตั้งบนสะพาน เนื่องจากรับน้ำหนักได้มากและมีขนาดกะทัดรัด

ภาพที่ 2 แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนเฉพาะบนหินแกรนิตและระบบ IGM ที่ศึกษา

รูปที่ 2. แท่นเคลื่อนที่แบบแบริ่งเชิงกลที่ใช้ในกรณีศึกษานี้: (a) โซลูชันแบบวางบนหินแกรนิต และ (b) โซลูชัน IGM

การเปรียบเทียบทางเทคนิค

ระบบ IGM ถูกออกแบบโดยใช้เทคนิคและส่วนประกอบที่หลากหลาย ซึ่งคล้ายคลึงกับที่พบในระบบโครงสร้างแบบเวทีบนหินแกรนิตแบบดั้งเดิม ดังนั้น ระบบ IGM จึงมีคุณสมบัติทางเทคนิคหลายอย่างที่เหมือนกันกับระบบเวทีบนหินแกรนิต ในทางกลับกัน การผสานแกนการเคลื่อนที่เข้ากับโครงสร้างหินแกรนิตโดยตรง ทำให้ระบบ IGM มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างออกไปจากระบบเวทีบนหินแกรนิต

ฟอร์มแฟคเตอร์

บางทีความคล้ายคลึงที่เห็นได้ชัดที่สุดเริ่มต้นจากฐานรากของเครื่องจักร นั่นก็คือหินแกรนิต แม้ว่าจะมีข้อแตกต่างในคุณสมบัติและค่าความคลาดเคลื่อนระหว่างการออกแบบแบบ stage-on-granite และ IGM แต่ขนาดโดยรวมของฐานหินแกรนิต ตัวยก และสะพานนั้นเทียบเท่ากัน สาเหตุหลักเป็นเพราะระยะการเคลื่อนที่ที่กำหนดและระยะการเคลื่อนที่สูงสุดนั้นเหมือนกันระหว่าง stage-on-granite และ IGM

การก่อสร้าง

การที่โครงสร้าง IGM ไม่มีฐานแกนที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึง ทำให้มีข้อดีบางประการเหนือกว่าโครงสร้างแบบวางบนหินแกรนิต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การลดจำนวนชิ้นส่วนในโครงสร้างของ IGM ช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งโดยรวมของแกน นอกจากนี้ยังช่วยให้ระยะห่างระหว่างฐานหินแกรนิตกับพื้นผิวด้านบนของตัวเลื่อนสั้นลง ในกรณีศึกษาเฉพาะนี้ โครงสร้าง IGM มีความสูงของพื้นผิวการทำงานต่ำกว่า 33% (80 มม. เมื่อเทียบกับ 120 มม.) ความสูงในการทำงานที่ลดลงนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้การออกแบบมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการเบี่ยงเบนของเครื่องจักรจากมอเตอร์และตัวเข้ารหัสไปยังจุดทำงาน ส่งผลให้ลดข้อผิดพลาดของ Abbe และเพิ่มประสิทธิภาพในการกำหนดตำแหน่งจุดทำงานอีกด้วย

ส่วนประกอบแกน

เมื่อพิจารณาการออกแบบให้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น โซลูชันแบบเวทีบนหินแกรนิตและ IGM มีส่วนประกอบสำคัญบางอย่างร่วมกัน เช่น มอเตอร์เชิงเส้นและตัวเข้ารหัสตำแหน่ง การเลือกใช้ตัวขับและรางแม่เหล็กที่เหมือนกันทำให้ได้ความสามารถในการส่งแรงที่เทียบเท่ากัน ในทำนองเดียวกัน การใช้ตัวเข้ารหัสแบบเดียวกันในทั้งสองแบบทำให้ได้ความละเอียดสูงเท่ากันสำหรับการป้อนกลับตำแหน่ง ส่งผลให้ความแม่นยำเชิงเส้นและประสิทธิภาพการทำซ้ำไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างโซลูชันแบบเวทีบนหินแกรนิตและ IGM การจัดวางส่วนประกอบที่คล้ายกัน รวมถึงระยะห่างของแบริ่งและการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อน ทำให้ได้ประสิทธิภาพที่เทียบเคียงได้ในแง่ของการเคลื่อนที่ผิดพลาดทางเรขาคณิต (เช่น ความตรงในแนวนอนและแนวตั้ง การเอียง การหมุน และการหัน) สุดท้ายนี้ องค์ประกอบสนับสนุนของทั้งสองแบบ รวมถึงการจัดการสายเคเบิล ขีดจำกัดทางไฟฟ้า และตัวหยุดแข็ง มีฟังก์ชันการทำงานที่เหมือนกันโดยพื้นฐาน แม้ว่าอาจแตกต่างกันเล็กน้อยในรูปลักษณ์ภายนอกก็ตาม

ตลับลูกปืน

สำหรับดีไซน์นี้ ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดอย่างหนึ่งคือการเลือกใช้ตลับลูกปืนนำทางเชิงเส้น แม้ว่าตลับลูกปืนแบบหมุนเวียนจะถูกใช้ทั้งในระบบแบบวางบนหินแกรนิตและระบบ IGM แต่ระบบ IGM ทำให้สามารถใช้ตลับลูกปืนขนาดใหญ่และแข็งแรงกว่าได้โดยไม่ต้องเพิ่มความสูงในการทำงานของแกน เนื่องจากดีไซน์ IGM อาศัยหินแกรนิตเป็นฐาน แทนที่จะใช้ฐานที่ทำจากชิ้นส่วนกลึงแยกต่างหาก จึงสามารถใช้พื้นที่แนวตั้งบางส่วนที่อาจถูกใช้ไปกับฐานกลึงได้ และเติมเต็มพื้นที่นี้ด้วยตลับลูกปืนขนาดใหญ่ขึ้น ในขณะเดียวกันก็ลดความสูงโดยรวมของตัวเลื่อนเหนือหินแกรนิตลงได้

ความแข็ง

การใช้ตลับลูกปืนขนาดใหญ่ขึ้นในดีไซน์ IGM ส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแข็งแกร่งเชิงมุม ในกรณีของแกนล่าง (Y) ตัวถังที่กว้าง โซลูชัน IGM ให้ความแข็งแกร่งในการหมุนมากกว่า 40% ความแข็งแกร่งในการเอียงมากกว่า 30% และความแข็งแกร่งในการหมุนรอบแกนตั้งมากกว่า 20% เมื่อเทียบกับดีไซน์แบบแท่นวางบนหินแกรนิตที่เทียบเท่ากัน ในทำนองเดียวกัน สะพานของ IGM ให้ความแข็งแกร่งในการหมุนเพิ่มขึ้นสี่เท่า ความแข็งแกร่งในการเอียงเป็นสองเท่า และความแข็งแกร่งในการหมุนรอบแกนตั้งมากกว่า 30% เมื่อเทียบกับสะพานแบบแท่นวางบนหินแกรนิตที่เทียบเท่ากัน ความแข็งแกร่งเชิงมุมที่สูงขึ้นนั้นมีข้อดี เพราะมีส่วนช่วยโดยตรงในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิก ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มปริมาณงานของเครื่องจักรให้สูงขึ้น

ความสามารถในการรับน้ำหนัก

ตลับลูกปืนขนาดใหญ่กว่าของโซลูชัน IGM ช่วยให้รับน้ำหนักได้สูงกว่าโซลูชันแบบติดตั้งบนฐานหินแกรนิตอย่างมาก แม้ว่าแกนฐาน PRO560LM ของโซลูชันแบบติดตั้งบนหินแกรนิตจะรับน้ำหนักได้ 150 กก. แต่โซลูชัน IGM ที่เทียบเท่ากันสามารถรองรับน้ำหนักได้ถึง 300 กก. ในทำนองเดียวกัน แกนสะพาน PRO280LM ของโซลูชันแบบติดตั้งบนหินแกรนิตรับน้ำหนักได้ 150 กก. ในขณะที่แกนสะพานของโซลูชัน IGM สามารถรับน้ำหนักได้ถึง 200 กก.

มวลเคลื่อนที่

แม้ว่าตลับลูกปืนขนาดใหญ่ในแกน IGM แบบใช้ตลับลูกปืนเชิงกลจะให้คุณสมบัติการทำงานเชิงมุมที่ดีกว่าและรับน้ำหนักได้มากกว่า แต่ก็มาพร้อมกับชุดล้อที่ใหญ่และหนักกว่า นอกจากนี้ ชุดล้อของ IGM ยังได้รับการออกแบบโดยการตัดคุณสมบัติการกลึงบางอย่างที่จำเป็นสำหรับแกนแบบวางบนหินแกรนิต (แต่ไม่จำเป็นสำหรับแกน IGM) ออกไป เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนและลดความซับซ้อนในการผลิต ปัจจัยเหล่านี้หมายความว่าแกน IGM มีมวลเคลื่อนที่มากกว่าแกนแบบวางบนหินแกรนิตที่เทียบเท่ากัน ข้อเสียที่ปฏิเสธไม่ได้คืออัตราเร่งสูงสุดของ IGM ต่ำกว่า โดยสมมติว่าแรงขับของมอเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ในบางสถานการณ์ มวลเคลื่อนที่ที่ใหญ่กว่าอาจเป็นข้อดีในแง่ที่ว่าแรงเฉื่อยที่มากกว่าสามารถต้านทานการรบกวนได้มากขึ้น ซึ่งอาจสัมพันธ์กับความเสถียรในการวางตำแหน่งที่เพิ่มขึ้น

พลศาสตร์โครงสร้าง

ระบบ IGM มีความแข็งแกร่งของแบริ่งสูงกว่าและมีโครงสร้างตัวเลื่อนที่แข็งแรงกว่า ซึ่งให้ประโยชน์เพิ่มเติมที่เห็นได้ชัดหลังจากใช้ซอฟต์แวร์วิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (FEA) เพื่อทำการวิเคราะห์แบบโมดอล ในการศึกษาครั้งนี้ เราได้ตรวจสอบเรโซแนนซ์แรกของตัวเลื่อนที่กำลังเคลื่อนที่ เนื่องจากมีผลต่อแบนด์วิดท์ของเซอร์โว ตัวเลื่อน PRO560LM พบเรโซแนนซ์ที่ 400 Hz ในขณะที่ตัวเลื่อน IGM ที่สอดคล้องกันพบโหมดเดียวกันที่ 430 Hz รูปที่ 3 แสดงผลลัพธ์นี้

รูปที่ 3 ผลลัพธ์ FEA แสดงโหมดการสั่นสะเทือนแรกของตัวเลื่อนสำหรับแกนฐานของระบบแบริ่งเชิงกล: (a) แกน Y ของแท่นบนหินแกรนิตที่ 400 Hz และ (b) แกน Y ของ IGM ที่ 430 Hz

เมื่อเปรียบเทียบกับแท่นวางบนหินแกรนิตแบบดั้งเดิมแล้ว ค่าเรโซแนนซ์ที่สูงกว่าของระบบ IGM นั้น ส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากโครงสร้างตัวเลื่อนและแบริ่งที่แข็งแรงกว่า ค่าเรโซแนนซ์ของตัวเลื่อนที่สูงขึ้นทำให้สามารถปรับแบนด์วิดท์ของเซอร์โวได้มากขึ้น และส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกดีขึ้น

สภาพแวดล้อมการทำงาน

การปิดผนึกแกนหมุนเป็นสิ่งจำเป็นเกือบทุกครั้งเมื่อมีสิ่งปนเปื้อน ไม่ว่าจะเป็นสิ่งปนเปื้อนที่เกิดจากกระบวนการของผู้ใช้หรือสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมของเครื่องจักร โซลูชันแบบแท่นวางบนหินแกรนิตนั้นเหมาะสมเป็นพิเศษในสถานการณ์เหล่านี้ เนื่องจากลักษณะที่ปิดสนิทของแกนหมุน ตัวอย่างเช่น แท่นวางเชิงเส้น PRO-series มาพร้อมกับฝาครอบแข็งและซีลด้านข้างที่ช่วยปกป้องส่วนประกอบภายในแท่นวางจากการปนเปื้อนในระดับหนึ่ง แท่นวางเหล่านี้อาจได้รับการกำหนดค่าด้วยที่ปัดฝุ่นบนโต๊ะเสริมเพื่อปัดเศษฝุ่นออกจากฝาครอบแข็งด้านบนขณะที่แท่นวางเคลื่อนที่ ในทางกลับกัน แท่นวางแบบ IGM นั้นมีลักษณะเปิดโล่งโดยธรรมชาติ โดยมีตลับลูกปืน มอเตอร์ และตัวเข้ารหัสอยู่ภายนอก แม้ว่าจะไม่ใช่ปัญหาในสภาพแวดล้อมที่สะอาด แต่ก็อาจเป็นปัญหาได้เมื่อมีสิ่งปนเปื้อน สามารถแก้ไขปัญหานี้ได้โดยการรวมฝาครอบรางแบบพิเศษเข้ากับการออกแบบแกนหมุน IGM เพื่อป้องกันเศษฝุ่น แต่หากไม่ได้ติดตั้งอย่างถูกต้อง ลูกสูบอาจส่งผลเสียต่อการเคลื่อนที่ของแกนโดยการสร้างแรงภายนอกกระทำต่อตัวเลื่อนขณะเคลื่อนที่ไปจนสุดระยะ

การซ่อมบำรุง

ความสะดวกในการซ่อมบำรุงเป็นปัจจัยที่แตกต่างระหว่างแท่นเคลื่อนที่แบบติดตั้งบนหินแกรนิตและแท่นเคลื่อนที่แบบ IGM แกนมอเตอร์เชิงเส้นเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความแข็งแรงทนทาน แต่บางครั้งก็จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษา การบำรุงรักษาบางอย่างค่อนข้างง่ายและสามารถทำได้โดยไม่ต้องถอดหรือแยกชิ้นส่วนแกนที่เกี่ยวข้อง แต่บางครั้งก็จำเป็นต้องถอดชิ้นส่วนอย่างละเอียด เมื่อแท่นเคลื่อนที่ประกอบด้วยแท่นแยกชิ้นที่ติดตั้งบนหินแกรนิต การซ่อมบำรุงจะเป็นงานที่ค่อนข้างตรงไปตรงมา ขั้นแรก ให้ถอดแท่นออกจากหินแกรนิต จากนั้นดำเนินการบำรุงรักษาที่จำเป็นและติดตั้งกลับเข้าไปใหม่ หรือเพียงแค่เปลี่ยนแท่นใหม่

บางครั้งการบำรุงรักษาโซลูชัน IGM อาจมีความท้าทายมากกว่า แม้ว่าการเปลี่ยนรางแม่เหล็กเพียงรางเดียวของมอเตอร์เชิงเส้นจะทำได้ง่ายในกรณีนี้ แต่การบำรุงรักษาและการซ่อมแซมที่ซับซ้อนกว่านั้นมักเกี่ยวข้องกับการถอดชิ้นส่วนหลายชิ้นหรือทั้งหมดที่ประกอบเป็นแกน ซึ่งใช้เวลานานกว่าเมื่อชิ้นส่วนติดตั้งโดยตรงกับหินแกรนิต นอกจากนี้ การจัดแนวแกนที่ติดตั้งบนหินแกรนิตให้เข้ากันหลังจากทำการบำรุงรักษาก็ทำได้ยากกว่า ซึ่งเป็นงานที่ง่ายกว่ามากหากใช้แท่นวางแบบแยกส่วน

ตารางที่ 1 สรุปความแตกต่างทางเทคนิคพื้นฐานระหว่างระบบรองรับเชิงกลบนหินแกรนิตและระบบ IGM

คำอธิบาย ระบบแท่นวางบนหินแกรนิต, ตลับลูกปืนเชิงกล ระบบ IGM, ตลับลูกปืนเชิงกล
แกนฐาน (Y) แกนสะพาน (X) แกนฐาน (Y) แกนสะพาน (X)
ความแข็งปกติ แนวตั้ง 1.0 1.0 1.2 1.1
ด้านข้าง 1.5
ขว้าง 1.3 2.0
ม้วน 1.4 4.1
ยอว์ 1.2 1.3
ความจุในการบรรทุก (กก.) 150 150 300 200
มวลเคลื่อนที่ (กก.) 25 14 33 19
ความสูงของโต๊ะ (มม.) 120 120 80 80
ความสามารถในการปิดผนึก ฝาครอบแข็งและซีลด้านข้างช่วยป้องกันเศษสิ่งสกปรกไม่ให้เข้าไปในแกนหมุน โดยทั่วไป IGM มีการออกแบบแบบเปิด การปิดผนึกจำเป็นต้องเพิ่มฝาครอบทางเดินแบบสูบลมหรือวัสดุที่คล้ายกัน
ความสามารถในการให้บริการ ส่วนประกอบต่างๆ สามารถถอดออกและนำไปซ่อมบำรุงหรือเปลี่ยนใหม่ได้อย่างง่ายดาย แกนหมุนถูกฝังอยู่ในโครงสร้างของหินแกรนิต ทำให้การซ่อมบำรุงทำได้ยากขึ้น

การเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจ

แม้ว่าต้นทุนโดยรวมของระบบการเคลื่อนที่ใดๆ จะแตกต่างกันไปตามปัจจัยหลายประการ รวมถึงระยะการเคลื่อนที่ ความแม่นยำของแกน ความสามารถในการรับน้ำหนัก และความสามารถเชิงพลวัต แต่การเปรียบเทียบเชิงสัมพัทธ์ของระบบการเคลื่อนที่แบบ IGM และระบบการเคลื่อนที่แบบแท่นวางบนหินแกรนิตที่คล้ายคลึงกันซึ่งดำเนินการในงานวิจัยนี้ ชี้ให้เห็นว่าโซลูชัน IGM สามารถให้การเคลื่อนที่ที่มีความแม่นยำปานกลางถึงสูงในราคาที่ต่ำกว่าระบบการเคลื่อนที่แบบแท่นวางบนหินแกรนิตอย่างเห็นได้ชัด

การศึกษาทางเศรษฐศาสตร์ของเราประกอบด้วยองค์ประกอบต้นทุนพื้นฐานสามส่วน ได้แก่ ชิ้นส่วนเครื่องจักร (รวมทั้งชิ้นส่วนที่ผลิตเองและชิ้นส่วนที่ซื้อมา) การประกอบหินแกรนิต และค่าแรงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

ชิ้นส่วนเครื่องจักร

โซลูชัน IGM ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายได้อย่างมากเมื่อเทียบกับโซลูชันแบบแท่นวางบนหินแกรนิต ในแง่ของชิ้นส่วนเครื่องจักร สาเหตุหลักมาจาก IGM ไม่มีฐานแท่นวางที่ผ่านการกลึงอย่างซับซ้อนบนแกน Y และ X ซึ่งเพิ่มความซับซ้อนและต้นทุนให้กับโซลูชันแบบแท่นวางบนหินแกรนิต นอกจากนี้ การประหยัดต้นทุนยังเกิดจากการลดความซับซ้อนของชิ้นส่วนที่ผ่านการกลึงอื่นๆ ในโซลูชัน IGM เช่น ตัวเลื่อน ซึ่งมีคุณสมบัติที่เรียบง่ายกว่าและค่าความคลาดเคลื่อนที่ผ่อนปรนกว่าเมื่อออกแบบมาเพื่อใช้ในระบบ IGM

การประกอบหินแกรนิต

แม้ว่าชุดฐาน-ตัวยก-สะพานหินแกรนิตในระบบ IGM และระบบเวทีบนหินแกรนิตจะมีรูปทรงและลักษณะที่คล้ายคลึงกัน แต่ชุดประกอบหินแกรนิตของระบบ IGM มีราคาแพงกว่าเล็กน้อย เนื่องจากหินแกรนิตในระบบ IGM ทำหน้าที่แทนฐานเวทีที่ผ่านการกลึงในระบบเวทีบนหินแกรนิต ซึ่งทำให้หินแกรนิตต้องมีค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดกว่าในบริเวณที่สำคัญ และยังมีคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น การตัดแบบอัดขึ้นรูปและ/หรือการใส่เหล็กเกลียว เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ในกรณีศึกษาของเรา ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของโครงสร้างหินแกรนิตนั้นได้รับการชดเชยมากกว่าด้วยการลดความซับซ้อนของชิ้นส่วนเครื่องจักร

ค่าแรงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

เนื่องจากการประกอบและการทดสอบระบบ IGM และระบบเวทีบนหินแกรนิตมีความคล้ายคลึงกันหลายประการ จึงไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านค่าแรงและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

เมื่อนำปัจจัยด้านต้นทุนทั้งหมดมารวมกันแล้ว โซลูชัน IGM ที่ใช้ตลับลูกปืนเชิงกลเฉพาะที่ศึกษาในงานวิจัยนี้มีต้นทุนต่ำกว่าโซลูชันแบบใช้ตลับลูกปืนเชิงกลบนหินแกรนิตประมาณ 15%

แน่นอนว่า ผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะต่างๆ เช่น ระยะทางในการเดินทาง ความแม่นยำ และความสามารถในการรับน้ำหนักเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ เช่น การเลือกผู้จำหน่ายหินแกรนิตด้วย นอกจากนี้ ควรพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายในการขนส่งและโลจิสติกส์ที่เกี่ยวข้องกับการจัดหาโครงสร้างหินแกรนิตด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับระบบหินแกรนิตขนาดใหญ่มาก แม้ว่าจะใช้ได้กับทุกขนาดก็ตาม การเลือกผู้จำหน่ายหินแกรนิตที่มีคุณสมบัติเหมาะสมและอยู่ใกล้กับสถานที่ประกอบระบบขั้นสุดท้ายจะช่วยลดต้นทุนได้เช่นกัน

ควรสังเกตด้วยว่าการวิเคราะห์นี้ไม่ได้พิจารณาต้นทุนหลังการใช้งาน ตัวอย่างเช่น สมมติว่าจำเป็นต้องซ่อมบำรุงระบบการเคลื่อนที่โดยการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนแกนการเคลื่อนที่ ระบบเวทีแบบแผ่นหินแกรนิตสามารถซ่อมบำรุงได้โดยการถอดและซ่อมแซม/เปลี่ยนแกนที่ได้รับผลกระทบ เนื่องจากดีไซน์แบบแผ่นหินแกรนิตที่แยกส่วนได้ ทำให้สามารถทำได้ง่ายและรวดเร็ว แม้ว่าต้นทุนระบบเริ่มต้นจะสูงกว่าก็ตาม แม้ว่าระบบ IGM โดยทั่วไปจะมีราคาถูกกว่าระบบเวทีแบบแผ่นหินแกรนิต แต่ก็อาจถอดประกอบและซ่อมบำรุงได้ยากกว่าเนื่องจากลักษณะการก่อสร้างแบบบูรณาการ

บทสรุป

เห็นได้ชัดว่าการออกแบบแพลตฟอร์มการเคลื่อนไหวแต่ละประเภท ไม่ว่าจะเป็นแบบเวทีบนหินแกรนิตหรือแบบ IGM ต่างก็มีข้อดีที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม การเลือกแบบใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับงานด้านการเคลื่อนไหวเฉพาะนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป ดังนั้น การร่วมมือกับผู้จัดจำหน่ายระบบการเคลื่อนไหวและระบบอัตโนมัติที่มีประสบการณ์ เช่น Aerotech จึงเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง เพราะ Aerotech มีแนวทางการให้คำปรึกษาที่เน้นการใช้งานเฉพาะด้าน เพื่อสำรวจและให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับทางเลือกในการแก้ปัญหาด้านการควบคุมการเคลื่อนไหวและระบบอัตโนมัติที่ท้าทาย การทำความเข้าใจไม่เพียงแต่ความแตกต่างระหว่างโซลูชันระบบอัตโนมัติทั้งสองประเภทนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแง่มุมพื้นฐานของปัญหาที่แต่ละระบบต้องแก้ไขด้วย ถือเป็นกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จในการเลือกใช้ระบบการเคลื่อนไหวที่ตอบโจทย์ทั้งเป้าหมายทางเทคนิคและทางการเงินของโครงการ

จาก AEROTECH


วันที่โพสต์: 31 ธันวาคม 2021