उच्च निष्पादन स्थिति प्रणाली: Difference between revisions
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एक '''उच्च प्रदर्शन [[पोजिशनिंग सिस्टम|पोजिशनिंग प्रणाली]]''' | एक '''उच्च प्रदर्शन [[पोजिशनिंग सिस्टम|पोजिशनिंग प्रणाली]]''' (एचपीपीएस) एक प्रकार का पोजिशनिंग प्रणाली है जिसमें [[वैद्युतयांत्रिकी]] उपकरण का एक टुकड़ा होता है (उदाहरण के लिए [[रैखिक चरण]] और [[रोटरी चरण]] की एक असेंबली) जो किसी वस्तु को कार्य लिफाफे के अंदर त्रि-आयामी स्थान में ले जाने में सक्षम है। स्थिति निर्धारण बिंदु दर बिंदु या [[गति]] के वांछित पथ के साथ किया जा सकता है। स्थिति को समान्य रूप से [[स्वतंत्रता की छह डिग्री]] में परिभाषित किया जाता है, जिसमें x,y,z कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में रैखिक और यॉ, पिच, रोल के कोणीय [[अभिविन्यास (ज्यामिति)]] सम्मिलित हैं। एचपीपीएस का उपयोग अनेक विनिर्माण प्रक्रियाओं में किसी वस्तु (उपकरण या भाग) को छह डिग्री की स्वतंत्रता में, वांछित पथ के साथ, वांछित अभिविन्यास पर, उच्च [[त्वरण]], उच्च [[मंदी]], उच्च [[वेग]] और कम [[निपटान समय|स्थायीकरण समय]] के साथ सुचारू रूप से और स्पष्ट रूप से स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। इसे अपनी गति को तुरंत रोकने और न्यूनतम झटके के साथ चलती वस्तु को उसकी वांछित अंतिम स्थिति और अभिविन्यास पर स्पष्ट रूप से रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। | ||
एचपीपीएस को कम गतिमान द्रव्यमान और उच्च कठोरता की संरचनात्मक विशेषताओं की आवश्यकता होती है। परिणामी प्रणाली | एचपीपीएस को कम गतिमान द्रव्यमान और उच्च कठोरता की संरचनात्मक विशेषताओं की आवश्यकता होती है। परिणामी प्रणाली विशेषता प्रणाली की सबसे कम [[प्राकृतिक आवृत्ति]] के लिए एक उच्च मूल्य है। उच्च प्राकृतिक आवृत्ति [[गति नियंत्रक]] को प्रणाली को उच्च [[सर्वो बैंडविड्थ]] पर चलाने की अनुमति देती है, जिसका अर्थ है कि एचपीपीएस सभी गति परेशान करने वाली आवृत्तियों को अस्वीकार कर सकता है, जो बैंडविड्थ की तुलना में कम आवृत्ति पर कार्य करती हैं। फर्श [[कंपन]], [[ध्वनिक शोर|ध्वनिक ध्वनि]] , मोटर कॉगिंग, बियरिंग जिटर और [[ केबल वाहक |केबल वाहक]] रैटलिंग जैसी उच्च आवृत्ति की स्पष्टता के लिए, एचपीपीएस कंपन क्षीणन के लिए डैम्पिंग अनुपात और [[ अलगाव माउंट |अलगाव माउंट]] के लिए संरचनात्मक मिश्रित पदार्थ का उपयोग कर सकता है। आर्टिकुलेटिंग रोबोटों के विपरीत, जिनमें विपरीत जोड़ होते हैं जो उनके लिंक को जोड़ते हैं, एचपीपीएस लिंक में समान्य रूप से स्लाइडिंग जोड़ होते हैं, जो विपरीत जोड़ों की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक कठोर होते हैं। यही कारण है कि उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली को अधिकांशत: [[कार्टेशियन रोबोट]] के रूप में जाना जाता है। | ||
[[File:XYZ positioning system.png|thumb|XY के लिए रैखिक मोटर चरणों और Z के लिए बॉल स्क्रू के साथ कस्टम XYZ विन्यास का उदाहरण]] | [[File:XYZ positioning system.png|thumb|XY के लिए रैखिक मोटर चरणों और Z के लिए बॉल स्क्रू के साथ कस्टम XYZ विन्यास का उदाहरण]] | ||
== प्रदर्शन == | == प्रदर्शन == | ||
एचपीपीएस, [[रैखिक मोटर]] द्वारा संचालित, 3-5 मीटर/सेकेंड के क्रम पर एक संयुक्त उच्च वेग से, 5-7 ग्राम के उच्च त्वरण पर, [[माइक्रोन]] या उप माइक्रोन स्थिति स्पष्ट ता पर, मिलीसेकंड के क्रम पर स्थायीकरण समय और सर्वो बैंडविड्थ के साथ आगे बढ़ सकता है। जो कि 30-50 हर्ट्ज. दूसरी ओर, बॉल स्क्रू | एचपीपीएस, [[रैखिक मोटर]] द्वारा संचालित, 3-5 मीटर/सेकेंड के क्रम पर एक संयुक्त उच्च वेग से, 5-7 ग्राम के उच्च त्वरण पर, [[माइक्रोन]] या उप माइक्रोन स्थिति स्पष्ट ता पर, मिलीसेकंड के क्रम पर स्थायीकरण समय और सर्वो बैंडविड्थ के साथ आगे बढ़ सकता है। जो कि 30-50 हर्ट्ज. दूसरी ओर, बॉल स्क्रू प्रवर्तक ्स में 10-20 हर्ट्ज की विशिष्ट बैंडविड्थ और लगभग 5-10 हर्ट्ज पर बेल्ट संचालित प्रवर्तक ्स होते हैं। एचपीपीएस का बैंडविड्थ मान 90-150 हर्ट्ज की सीमा में सबसे कम प्राकृतिक आवृत्ति का लगभग 1/3 है। उच्च त्वरण या उच्च मंदी के पश्चात् क्रमशः +/- 1% स्थिर वेग, या +/- 1 उम जिटर पर सेट होने में अनुमानित 3 बैंडविड्थ अवधि लगती है। उदाहरण के लिए, एक 50 हर्ट्ज सर्वो बैंडविड्थ, 1/50 · 1000 = 20 मिसे की अवधि के साथ, अनुमानित 3 · 20 = 60 मिसे के अंदर 1 um स्थिति स्पष्ट ता पर स्थिर हो जाएगा। सबसे कम प्राकृतिक आवृत्ति गतिमान जड़ता से विभाजित प्रणाली कठोरता के वर्गमूल के समान होती है। उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग चरण की एक विशिष्ट रैखिक पुनरावर्ती बियरिंग रेल में 100-300 N/um के क्रम पर कठोरता होती है। [[अर्धचालक]] प्र[[क्रिया]] उपकरण, इलेक्ट्रॉनिक्स [[असेम्बली लाइनें]], संख्यात्मक रूप से नियंत्रित [[ मशीनी औज़ार |मशीनी उपकरण]], समन्वय-मापने वाली मशीनें, 3 [[3 डी प्रिंटिग]], [[पिक-एंड-प्लेस मशीन]], दवा खोज परख और अनेक अन्य में इस तरह के प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। अपने उच्चतम प्रदर्शन पर एचपीपीएस थर्मल स्थिरता और समतल सतहों के लिए [[ग्रेनाइट]] बेस, जिटर मुक्त गति के लिए [[वायु बीयरिंग]], गैर संपर्क के लिए ब्रशलेस रैखिक मोटर्स, घर्षण रहित सक्रियण, उच्च बल और कम जड़ता और उप माइक्रोन स्थिति प्रतिक्रिया के लिए लेजर इंटरफेरोमीटर का उपयोग कर सकता है। जो कि दूसरी ओर, 1 मीटर' पहुंच वाले एक विशिष्ट 6 डिग्री स्वतंत्रता वाले रोबोट में 1 एन/यूएम के क्रम पर संरचनात्मक कठोरता होती है। यही कारण है कि [[व्यक्त रोबोट]] को उन प्रक्रियाओं में स्वचालन उपकरण के रूप में नियोजित किया जा रहा है, जिनके लिए 100 माइक्रोन के क्रम पर स्थिति दोहराव की आवश्यकता होती है, जैसे कि [[रोबोट वेल्डिंग]], [[पेंट रोबोट]], [[palletizer|पैलेटाइज़र]] और अनेक अन्य है। | ||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
मूल एचपीपीएस को 1980 के दशक में एनोरैड कॉर्पोरेशन (अब [[ रॉकवेल स्वचालन ]]) में विकसित किया गया था, एनोरैड के संस्थापक और सीईओ [[ अनवर शतित ]] द्वारा ब्रशलेस लीनियर मोटर्स के आविष्कार के | मूल एचपीपीएस को 1980 के दशक में एनोरैड कॉर्पोरेशन (अब [[ रॉकवेल स्वचालन |रॉकवेल स्वचालन]] ) में विकसित किया गया था, एनोरैड के संस्थापक और सीईओ [[ अनवर शतित |अनवर शतित]] द्वारा ब्रशलेस लीनियर मोटर्स के आविष्कार के पश्चात् प्रारंभ में एचपीपीएस का उपयोग [[अनुप्रयुक्त सामग्री|अनुप्रयुक्त पदार्थ]] , [[मुद्रित सर्किट बोर्ड|मुद्रित परिपथ बोर्ड]] निरीक्षण [[ऑर्बोटेक]] और हाई वेलोसिटी मशीन उपकरण [[फोर्ड मोटर कंपनी]] जैसे अर्धचालक अनुप्रयोगों में उच्च परिशुद्धता विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए किया जाता था।<ref>{{cite journal |last1=BROWN|first1= STUART|date= November 25, 1996|title= फ़्लैटमोटर्स की तेज़ नई दुनिया|url= http://www.stuartfbrown.com/articles/Brown_flat_motors.pdf|journal=FORTUNE (Cover Page) }}</ref> समानांतर रैखिक मोटर प्रौद्योगिकी और एचपीपीएस में उनके एकीकरण का विश्व भर में विस्तार किया गया। परिणामस्वरूप, 1996 में [[सीमेंस]] ने विमान के पंखों की [[रासायनिक मिलिंग]] के लिए [[बोइंग]] में 20 मीटर लंबी मास्केंट मशीन चलाने के लिए अपने सीएनसी को एनोरैड लीनियर मोटर्स के साथ एकीकृत किया गया। <ref> {{cite web |url= https://www.researchgate.net/publication/293701055|title= Linear motors: The future of high-performance machine tools|last=Czajkowski |first= Stephen|date= September 1996 |quote=Siemens and Anorad Corp. decided information was needed to support the major role high-performance linear motors will play as the prime machine-tool actuator.}} </ref> जो कि 1997 में [[FANUC|फैनुक]] ने एनोरैड की लीनियर मोटर तकनीक को लाइसेंस दिया और इसे अपने सीएनसी उत्पादों की श्रृंखला के साथ एक पूर्ण समाधान के रूप में एकीकृत किया गया। <ref>{{cite web |url= https://www.linkedin.com/posts/beidelberg_in-memory-of-a-great-technology-leader-activity-6720096774582747136-U0X-|title= एक महान प्रौद्योगिकी नेता की स्मृति में|last= Eidelberg|first= Boaz|date= October 2020|publisher=LinkedIn }}</ref> और 1998 में, रॉकवेल स्वचालन ने मोटर वाहन [[स्थानांतरण पंक्तियाँ]] में उच्च वेग मशीन उपकरण को चलाने के लिए एक पूर्ण रैखिक मोटर समाधान प्रदान करने में सीमेंस और फैनुक के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए एनोरैड का अधिग्रहण किया गया था।<ref>{{cite journal |author=<!--Staff writer(s); no by-line.--> |date= October 1, 1998|title= रॉकवेल ऑटोमेशन ने एनोरैड को खरीदा, रैखिक मोटर विस्तार देखता है|url= https://www.controleng.com/articles/rockwell-automation-buys-anorad-sees-linear-motor-expansion/ |journal= Control Engineering}} </ref> आज लीनियर मोटर्स का उपयोग सैकड़ों हजारों उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली में किया जा रहा है, जो विश्व भर में विनिर्माण प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं। जो कि कुछ अध्ययनों के अनुसार, उनका बाज़ार प्रति वर्ष 4.4% की दर से बढ़ने और 2025 में $1.5B तक पहुंचने की उम्मीद है। <ref> {{cite web |url=https://www.fractovia.org/news/linear-motors-market-size/20494 |title= Linear Motors Market Size 2025|author=<!--Not stated--> |date= December 23, 2020|publisher= FRACTOVIA MARKET TRENDING NEWS|quote= CAGR of 4.4%% ...USD 1508.1 million by 2025}} </ref> | ||
[[File:HPPS.png|thumb| उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली | [[File:HPPS.png|thumb| उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली - गैन्ट्री प्रकार]] | ||
==प्रणाली | ==प्रणाली आवश्यकताएँ== | ||
=== अनुप्रयोग === | === अनुप्रयोग === | ||
* अर्धचालक - [[ फोटोलिथोग्राफ़ी ]] अर्धचालक निर्माण संयंत्रों में एक [[वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] निर्माण प्रक्रिया है। यह अपने वेफर चरण को स्थानांतरित करने के लिए चरम स्थिति के लिए रैखिक मोटर चरणों या मैग्लेव चरणों का उपयोग करता है। <ref> {{cite web |url=https://www.asml.com/en/technology/lithography-principles/mechanics-and-mechatronics |title= Speed and precision meet in ASML's advanced lithography machines |author=<!--Not stated--> |publisher=ASML |quote=Magnetically levitating wafer tables that accelerate faster than a fighter jet?.. with an accuracy of 60 picometers... It’s all part of the extreme mechanics in ASML machines.}}</ref> | * अर्धचालक - [[ फोटोलिथोग्राफ़ी |फोटोलिथोग्राफ़ी]] अर्धचालक निर्माण संयंत्रों में एक [[वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)]] निर्माण प्रक्रिया है। यह अपने वेफर चरण को स्थानांतरित करने के लिए चरम स्थिति के लिए रैखिक मोटर चरणों या मैग्लेव चरणों का उपयोग करता है। <ref> {{cite web |url=https://www.asml.com/en/technology/lithography-principles/mechanics-and-mechatronics |title= Speed and precision meet in ASML's advanced lithography machines |author=<!--Not stated--> |publisher=ASML |quote=Magnetically levitating wafer tables that accelerate faster than a fighter jet?.. with an accuracy of 60 picometers... It’s all part of the extreme mechanics in ASML machines.}}</ref> | ||
* इलेक्ट्रॉनिक्स - [[भूतल पर्वत प्रौद्योगिकी]] मुद्रित परिपथ बोर्डों पर एकीकृत परिपथ चिप्स को माउंट करने के लिए उच्च प्रदर्शन, रैखिक मोटर, पोजिशनिंग प्रणाली | * इलेक्ट्रॉनिक्स - [[भूतल पर्वत प्रौद्योगिकी]] मुद्रित परिपथ बोर्डों पर एकीकृत परिपथ चिप्स को माउंट करने के लिए उच्च प्रदर्शन, रैखिक मोटर, पोजिशनिंग प्रणाली का उपयोग कर रही है। <ref> {{cite web |url= http://www.uic.com/solutions/surface-mount/fuzion-platform/|title= Fuzion Platform Technologies for Performance, Flexibility & Yield|author=<!--Not stated--> |publisher= Universal Instruments |quote=VRM Linear Motor Positioning System, High-accuracy (1μm resolution)... High acceleration – up to 2.5G}}</ref> | ||
* प्रकाशिकी - [[स्टीरियो माइक्रोस्कोप]] स्कैनिंग के समय गति की उच्च चिकनाई के लिए रैखिक मोटर पोजिशनिंग चरणों का उपयोग करते हैं <ref>{{cite web |url= https://www.leica-microsystems.com/products/microscope-accessories/p/leica-lmt260-xy-scanning-stage|title=Accurate and Reproducible Results Leica LMT260 XY Scanning Stage |author=<!--Not stated--> |publisher= Leica Microsystems|quote=... XY Scanning Stage uses ... two linear motors to produce such accurate and reproducible results with stereo microscopes}}</ref> | * प्रकाशिकी - [[स्टीरियो माइक्रोस्कोप]] स्कैनिंग के समय गति की उच्च चिकनाई के लिए रैखिक मोटर पोजिशनिंग चरणों का उपयोग करते हैं <ref>{{cite web |url= https://www.leica-microsystems.com/products/microscope-accessories/p/leica-lmt260-xy-scanning-stage|title=Accurate and Reproducible Results Leica LMT260 XY Scanning Stage |author=<!--Not stated--> |publisher= Leica Microsystems|quote=... XY Scanning Stage uses ... two linear motors to produce such accurate and reproducible results with stereo microscopes}}</ref> | ||
* मशीन उपकरण - वायर [[ बिजली की निर्वहन मशीनिंग | विद्युत की निर्वहन मशीनिंग]] | * मशीन उपकरण - वायर [[ बिजली की निर्वहन मशीनिंग |विद्युत की निर्वहन मशीनिंग]] का उपयोग [[डाई (विनिर्माण)]] जैसी मोटी कठोर धातुओं को काटने के लिए किया जाता है। लीनियर मोटर/एयर बेयरिंग पोजिशनिंग प्रणाली गति की उच्च सहजता प्रदान करते हैं। <ref> {{cite web |url= https://www.makino.com/machine-technology/machines/wire-edm/upn-01|title= Wire EDM Ultra-precise machining and surface finish for small/fine wire operations|author=<!--Not stated--> |publisher= Makino|quote=... achieving sub-micron level accuracy... using the machines Pneumatic Static Pressure Guideways and Linear Motor motion technology}}</ref> | ||
* सीएमएम - समन्वय-मापने वाली मशीन को अधिकांशत: ग्रेनाइट बेस, आइसोलेशन माउंट, लीनियर मोटर | * सीएमएम - समन्वय-मापने वाली मशीन को अधिकांशत: ग्रेनाइट बेस, आइसोलेशन माउंट, लीनियर मोटर प्रवर्तक ्स, एयर बेयरिंग और लेजर इंटरफेरोमीटर की आवश्यकता होती है। <ref> {{cite web |url=https://www.zeiss.com/metrology/products/systems/coordinate-measuring-machines/bridge-type-cmms/xenos.html |title=High-end measuring machine for maximum precision |author=<!--Not stated--> |publisher= ZEISS|quote=... linear drives on all axes. The benefits: high speeds, very fast acceleration, high positioning accuracy and shear force-free drives}}</ref> | ||
* लैब ऑटोमेशन - [[उच्च परिणाम स्क्रीनिंग]] प्रक्रिया का उपयोग दवा की खोज के लिए [[प्रयोगशाला स्वचालन]] में किया जाता है, जहां रैखिक मोटर स्थिति कम स्थायीकरण समय के साथ उच्च त्वरण / मंदी प्रदान करती है। <ref> {{cite web |url=https://www.heidenhain.us/resources-and-news/new-video-illustrates-breakthrough-lab-automation-design/ |title= New video illustrates breakthrough in lab automation design|author=<!--Not stated--> |date= February 5, 2019 |publisher= HEIDENHAIN|quote=Achieving the high throughput and extraordinary accuracy necessary for lab automation}}</ref> | * लैब ऑटोमेशन - [[उच्च परिणाम स्क्रीनिंग]] प्रक्रिया का उपयोग दवा की खोज के लिए [[प्रयोगशाला स्वचालन]] में किया जाता है, जहां रैखिक मोटर स्थिति कम स्थायीकरण समय के साथ उच्च त्वरण / मंदी प्रदान करती है। <ref> {{cite web |url=https://www.heidenhain.us/resources-and-news/new-video-illustrates-breakthrough-lab-automation-design/ |title= New video illustrates breakthrough in lab automation design|author=<!--Not stated--> |date= February 5, 2019 |publisher= HEIDENHAIN|quote=Achieving the high throughput and extraordinary accuracy necessary for lab automation}}</ref> | ||
=== विशिष्टताएँ === | === विशिष्टताएँ === | ||
प्रणाली | प्रणाली विनिर्देश (तकनीकी मानक) उपयोगकर्ता (ग्राहक) द्वारा वर्णित एप्लिकेशन आवश्यकताओं (समस्या) और डेवलपर (आपूर्तिकर्ता) द्वारा अनुकूलित डिज़ाइन (समाधान) के मध्य एक आधिकारिक इंटरफ़ेस है। | ||
* निष्क्रियता - वेग में रैखिक (किलो) और कोणीय (किग्रा·एम2) परिवर्तन के प्रति गतिमान भार (उपकरण या भाग) के प्रतिरोध को निरुपित करता है। प्राकृतिक आवृत्ति को अधिकतम करने के लिए गतिशील भार की [[जड़ता]] न्यूनतम होनी चाहिए। | * निष्क्रियता - वेग में रैखिक (किलो) और कोणीय (किग्रा·एम2) परिवर्तन के प्रति गतिमान भार (उपकरण या भाग) के प्रतिरोध को निरुपित करता है। प्राकृतिक आवृत्ति को अधिकतम करने के लिए गतिशील भार की [[जड़ता]] न्यूनतम होनी चाहिए। | ||
* आकार - प्रणाली | * आकार - प्रणाली की चौड़ाई (एम), लंबाई (एम) और ऊंचाई (एम) की ज्यामितीय बाधाओं को निरुपित करता है, जैसा कि स्थापना के रूप में परिवहन, परिवहन के लिए आवश्यक हो सकता है। | ||
* गति - अधिकतम यात्रा (एम, रेड), अधिकतम वेग (एम/एस, रेड/एस) और अधिकतम त्वरण/मंदी (एम/एस2, रेड /एस2) सहित स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री के लिए प्रक्रिया चक्र समय और प्रक्रिया बाधाओं को निरुपित करता है। | * गति - अधिकतम यात्रा (एम, रेड), अधिकतम वेग (एम/एस, रेड/एस) और अधिकतम त्वरण/मंदी (एम/एस2, रेड /एस2) सहित स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री के लिए प्रक्रिया चक्र समय और प्रक्रिया बाधाओं को निरुपित करता है। | ||
* परिशुद्धता - स्थिति माप और गति (उम, उड़द) के रैखिक और कोणीय प्रस्ताव के साथ-साथ स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री के लिए स्पष्ट ता और परिशुद्धता के कुल संकेतक रीडिंग को निरुपित करता है। | * परिशुद्धता - स्थिति माप और गति (उम, उड़द) के रैखिक और कोणीय प्रस्ताव के साथ-साथ स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री के लिए स्पष्ट ता और परिशुद्धता के कुल संकेतक रीडिंग को निरुपित करता है। | ||
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* स्थिर वेग - गति की आवश्यक सहजता और गति के समय आवश्यक स्थिर वेग (एम/एस, रेड/एस) के (+/-%) में अनुमत बदलावों को निरुपित करता है। | * स्थिर वेग - गति की आवश्यक सहजता और गति के समय आवश्यक स्थिर वेग (एम/एस, रेड/एस) के (+/-%) में अनुमत बदलावों को निरुपित करता है। | ||
* [[कठोरता]] - बाहरी भार (एन/यूएम, एनएम/रेड) के उत्तर में स्थिति परिवर्तन के प्रतिरोध को निरुपित करता है। | * [[कठोरता]] - बाहरी भार (एन/यूएम, एनएम/रेड) के उत्तर में स्थिति परिवर्तन के प्रतिरोध को निरुपित करता है। | ||
* जीवन - अपेक्षित समय (घंटे) या यात्रा (किमी) को निरुपित करता है, प्रणाली | * जीवन - अपेक्षित समय (घंटे) या यात्रा (किमी) को निरुपित करता है, प्रणाली की स्वतंत्रता की सबसे सक्रिय डिग्री प्रक्रिया संचालन में विश्वसनीय रूप से कार्य करने की उम्मीद करती है। | ||
* विश्वसनीयता - विफलताओं (घंटे, चक्र) के मध्य का औसत समय अधिकांशत: विफलता मोड, प्रभाव और नैदानिक विश्लेषण की आवश्यकता से जुड़ा होता है। | * विश्वसनीयता - विफलताओं (घंटे, चक्र) के मध्य का औसत समय अधिकांशत: विफलता मोड, प्रभाव और नैदानिक विश्लेषण की आवश्यकता से जुड़ा होता है। | ||
* रख-रखाव - सुधार का औसत समय (घंटे), अधिकांशत: संचालन, रखरखाव अनुसूची और स्पेयर पार्ट्स सूची सहित प्रणाली | * रख-रखाव - सुधार का औसत समय (घंटे), अधिकांशत: संचालन, रखरखाव अनुसूची और स्पेयर पार्ट्स सूची सहित प्रणाली मैनुअल से जुड़ा होता है। | ||
* पर्यावरण - अपेक्षित स्पष्टता की स्थिति को निरुपित करता है जो प्रणाली | * पर्यावरण - अपेक्षित स्पष्टता की स्थिति को निरुपित करता है जो प्रणाली को अपने जीवनकाल के समय संचालन के समय सामना करना पड़ सकता है जिसमें थर्मल, आर्द्रता, झटका और कंपन, सफाई और विकिरण सम्मिलित हैं। | ||
=== पर्यावरण === | === पर्यावरण === | ||
* थर्मल - उच्चतम और निम्नतम [[तापमान]] (डिग्री सेल्सियस) को निरुपित करता है जो प्रणाली | * थर्मल - उच्चतम और निम्नतम [[तापमान]] (डिग्री सेल्सियस) को निरुपित करता है जो प्रणाली ऑपरेशन के समय सहन कर सकता है। संरचनात्मक विकृतियों और परिशुद्धता पर प्रभाव डालता है। शीतलन, इन्सुलेशन और कम तापीय चालकता पदार्थ की आवश्यकता हो सकती है। | ||
* आर्द्रता - आसपास की हवा में जलवाष्प के स्तर का संकेत (%)। इसमें आईपी कोड पर आधारित आवश्यक प्रणाली | * आर्द्रता - आसपास की हवा में जलवाष्प के स्तर का संकेत (%)। इसमें आईपी कोड पर आधारित आवश्यक प्रणाली सुरक्षा सम्मिलित हो सकती है। सुरक्षात्मक मुहरों की आवश्यकता हो सकती है. | ||
* [[शॉक (यांत्रिकी)]] और कंपन - फर्श कंपन और अन्य प्रक्रिया स्पष्टता के स्तर को निरुपित करता है। सक्रिय या निष्क्रिय कंपन अलगाव माउंट और उच्च [[नमी]] के साथ संरचनात्मक पदार्थ | * [[शॉक (यांत्रिकी)]] और कंपन - फर्श कंपन और अन्य प्रक्रिया स्पष्टता के स्तर को निरुपित करता है। सक्रिय या निष्क्रिय कंपन अलगाव माउंट और उच्च [[नमी]] के साथ संरचनात्मक पदार्थ की आवश्यकता हो सकती है। <ref>{{cite web | title=''Download MIL-STD-810H'' | url=https://www.iest.org/Standards-RPs/MIL-STD-810H | publisher=[[IEST]] | date=31 Jan 2019 }}</ref> | ||
*[[स्वच्छता]] - आसपास की हवा में कणों के स्वीकार्य स्तर (आकार और मात्रा प्रति इकाई आयतन) को निरुपित करता है। सफाई कक्ष संचालन, आने वाली हवा को छानने और सुरक्षात्मक सील की आवश्यकता हो सकती है। <ref> {{cite journal |author=<!--Staff writer(s); no by-line.--> |date= October 6, 2004|title=Designing machines for cleanrooms |url= https://cleanroomtechnology.com/technical/article_page/Designing_machines_for_cleanrooms/52706|journal= Cleanroom Technology}}</ref> | *[[स्वच्छता]] - आसपास की हवा में कणों के स्वीकार्य स्तर (आकार और मात्रा प्रति इकाई आयतन) को निरुपित करता है। सफाई कक्ष संचालन, आने वाली हवा को छानने और सुरक्षात्मक सील की आवश्यकता हो सकती है। <ref> {{cite journal |author=<!--Staff writer(s); no by-line.--> |date= October 6, 2004|title=Designing machines for cleanrooms |url= https://cleanroomtechnology.com/technical/article_page/Designing_machines_for_cleanrooms/52706|journal= Cleanroom Technology}}</ref> | ||
*विकिरण - विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए परिरक्षित केबल प्रबंधन, अलौह संरचनात्मक पदार्थ | *विकिरण - विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए परिरक्षित केबल प्रबंधन, अलौह संरचनात्मक पदार्थ और रैखिक मोटर चुंबक प्लेटों की सुरक्षात्मक ढाल की आवश्यकता हो सकती है। | ||
[[File:Laser Scribing.png|thumb|प्रणाली | [[File:Laser Scribing.png|thumb|प्रणाली विश्लेषण सिमुलेशन मॉडल के साथ उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली का उदाहरण]] | ||
==प्रणाली | ==प्रणाली समाधान== | ||
===विन्यास=== | ===विन्यास=== | ||
एचपीपीएस विन्यास समान्य | एचपीपीएस विन्यास समान्य रूप से अधिकतम अवमंदन और न्यूनतम जड़ता, रुचि के बिंदु (पीओआई) पर सबसे छोटी एबे त्रुटि, न्यूनतम घटकों और अधिकतम रखरखाव के साथ अधिकतम संरचनात्मक कठोरता के लिए अनुकूलित किया जाता है। | ||
* X- लीनियर मोटर, [[गेंद पेंच]] या [[ दॉतेदार पट्टा ]] द्वारा संचालित एक एकल लीनियर चरण, समान्य | * X- लीनियर मोटर, [[गेंद पेंच]] या [[ दॉतेदार पट्टा |दॉतेदार पट्टा]] द्वारा संचालित एक एकल लीनियर चरण, समान्य रूप से अनेक आपूर्तिकर्ताओं से मानक प्रवर्तक (उर्फ स्लाइड, अक्ष या टेबल) के रूप में उपलब्ध होता है। <ref>{{cite web |url=https://www.globalspec.com/suppliers/47/linear_positioning_stages |title= रैखिक स्लाइड और रैखिक चरण आपूर्तिकर्ता|author=<!--Not stated--> |publisher= GlobalSpec Engineering 360 |quote=484 Linear Slides and Linear Stages suppliers}}</ref> | ||
* XYZ - चलती केबल प्रबंधन सहित एकल चरणों की एक अनुकूलित असेंबली। Z अक्ष समान्य | * XYZ - चलती केबल प्रबंधन सहित एकल चरणों की एक अनुकूलित असेंबली। Z अक्ष समान्य रूप से एक बॉल स्क्रू या एक [[ प्रतिभार |प्रतिभार]] के साथ रैखिक मोटर से सक्रिय होता है। निष्क्रियता को कम करने के लिए अक्षों को अलग किया जा सकता है। | ||
* XYZR - पिच, यॉ और रोल सहित घूर्णी अक्षों को समान्य | * XYZR - पिच, यॉ और रोल सहित घूर्णी अक्षों को समान्य रूप से आर्म उपकरण (ईओएटी) या [[रोबोट अंत प्रभावकारक]] के अंत को उन्मुख करने के लिए एचपीपीएस में जोड़ा जाता है। | ||
* गैन्ट्री - गैन्ट्री विन्यास दिए गए आकार की बाधाओं के अनुसार XYZ विन्यास में अधिकतम कार्य लिफाफा प्रदान करता है। इसमें x के लिए 2 समानांतर अक्ष हैं, जो एकल अक्ष या मास्टर/स्लेव के रूप में नियंत्रित होते हैं। [[स्थानांतरण लाइन]] के लिए आदर्श. | * गैन्ट्री - गैन्ट्री विन्यास दिए गए आकार की बाधाओं के अनुसार XYZ विन्यास में अधिकतम कार्य लिफाफा प्रदान करता है। इसमें x के लिए 2 समानांतर अक्ष हैं, जो एकल अक्ष या मास्टर/स्लेव के रूप में नियंत्रित होते हैं। [[स्थानांतरण लाइन]] के लिए आदर्श. | ||
* रोटरी (पिच, यॉ, रोल) - विशिष्टताओं को सर्वोत्तम ढंग से पूरा करने के लिए रोटरी चरणों को विभिन्न क्रम में रैखिक चरण के साथ अनुकूलित किया जा सकता है। वे समान्य | * रोटरी (पिच, यॉ, रोल) - विशिष्टताओं को सर्वोत्तम ढंग से पूरा करने के लिए रोटरी चरणों को विभिन्न क्रम में रैखिक चरण के साथ अनुकूलित किया जा सकता है। वे समान्य रूप से रैखिक मोटर्स के अनुरूप [[डायरेक्ट-ड्राइव तंत्र|प्रत्यक्ष-ड्राइव तंत्र]] का उपयोग कर रहे हैं। | ||
* कस्टम - सर्वोत्तम प्रणाली | * कस्टम - सर्वोत्तम प्रणाली घटकों को सबसे कॉम्पैक्ट और उत्तरदायी प्रणाली में एकीकृत करने की [[गणितीय अनुकूलन]] प्रक्रिया में एचपीपीएस की कस्टम विन्यास की आवश्यकता हो सकती है। | ||
=== प्रणाली | === प्रणाली विश्लेषण === | ||
प्रणाली | प्रणाली विश्लेषण [[सिस्टम मॉडलिंग|प्रणाली मॉडलिंग]] और विश्लेषण उपकरण के आधार पर डिज़ाइन मापदंडों, परिचालन स्थितियों, पर्यावरणीय चर और प्रणाली प्रदर्शन के मध्य संबंधों को समझने की एक प्रक्रिया है। | ||
* [[गतिशीलता (यांत्रिकी)]] - [[MATLAB|मैटलैब]], सिमुलिंक, [[ MathCAD | मैथकैड]], माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके रैखिक गति और घूर्णी प्रोफाइल, गतिशील स्पष्ट ता, भार वहन और मोटर शक्ति का अनुकूलन है। | * [[गतिशीलता (यांत्रिकी)]] - [[MATLAB|मैटलैब]], सिमुलिंक, [[ MathCAD |मैथकैड]], माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके रैखिक गति और घूर्णी प्रोफाइल, गतिशील स्पष्ट ता, भार वहन और मोटर शक्ति का अनुकूलन है। | ||
* कंपन विश्लेषण - मैटलैब, [[Simulink|सिमुलिंक]], [[ MathCAD |मैथकैड]], [[Microsoft Excel|माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल]] जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके प्राकृतिक आवृत्ति, सर्वो बैंडविड्थ, स्थायीकरण समय का अनुमान लगाना | * कंपन विश्लेषण - मैटलैब, [[Simulink|सिमुलिंक]], [[ MathCAD |मैथकैड]], [[Microsoft Excel|माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल]] जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके प्राकृतिक आवृत्ति, सर्वो बैंडविड्थ, स्थायीकरण समय का अनुमान लगाना | ||
* स्पष्ट ता और परिशुद्धता - मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके अक्षों की सीधीता, समतलता, पिच, यॉ, रोल, डगमगाहट और रन-आउट के फलन के रूप में रुचि के बिंदु पर 3 डी स्थैतिक त्रुटियों का अनुमान लगाना | * स्पष्ट ता और परिशुद्धता - मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके अक्षों की सीधीता, समतलता, पिच, यॉ, रोल, डगमगाहट और रन-आउट के फलन के रूप में रुचि के बिंदु पर 3 डी स्थैतिक त्रुटियों का अनुमान लगाना | ||
* सामग्रियों की शक्ति - [[ऑटोकैड]], [[नास्ट्रान]] जैसे परिमित तत्व विधि उपकरणों का उपयोग करके अक्षो , फ्रेम, समर्थन और बढ़ते संरचनाओं की कठोरता का अनुमान लगाना | * सामग्रियों की शक्ति - [[ऑटोकैड]], [[नास्ट्रान]] जैसे परिमित तत्व विधि उपकरणों का उपयोग करके अक्षो , फ्रेम, समर्थन और बढ़ते संरचनाओं की कठोरता का अनुमान लगाना | ||
* [[थर्मल विस्तार]] - ऑटोकैड, नास्ट्रान जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके थर्मल विस्तार की पूर्वानुमान करना और इन्सुलेशन और शीतलन | * [[थर्मल विस्तार]] - ऑटोकैड, नास्ट्रान जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके थर्मल विस्तार की पूर्वानुमान करना और इन्सुलेशन और शीतलन का उपयोग करके ऊष्मा हस्तांतरण को अनुकूलित करना | ||
* द्रव गतिकी - कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके द्रव [[ गति देनेवाला | | * द्रव गतिकी - कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके द्रव [[ गति देनेवाला |प्रवर्तक]] और शीतलन के लिए प्रवाह दर और आपूर्ति दबाव का अनुमान लगाना | ||
* [[सर्वो नियंत्रण]] - मैटलैब, सिमुलिंक जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके प्रणाली | * [[सर्वो नियंत्रण]] - मैटलैब, सिमुलिंक जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके प्रणाली अक्षों के [[पीआईडी नियंत्रक]] लूप के लिए आवश्यक फ़िल्टर और ट्यूनिंग पैरामीटर का अनुमान लगाना | ||
* विश्वसनीयता इंजीनियरिंग - मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके विफलताओं के मध्य प्रणाली | * विश्वसनीयता इंजीनियरिंग - मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके विफलताओं के मध्य प्रणाली माध्य समय का अनुमान लगाना | ||
=== घटक आकार === | === घटक आकार === | ||
घटक आकार निर्धारण घटक आपूर्तिकर्ताओं से मानक भागों का चयन करने, या विनिर्माण के लिए एक कस्टम भाग डिजाइन करने की प्रक्रिया है | घटक आकार निर्धारण घटक आपूर्तिकर्ताओं से मानक भागों का चयन करने, या विनिर्माण के लिए एक कस्टम भाग डिजाइन करने की प्रक्रिया है | ||
* फ़्रेम - समान्य | * फ़्रेम - समान्य रूप से खोखले ट्यूबों के एल्यूमीनियम या स्टील वेल्ड से बना होता है, संभवतः भिगोने के लिए कंक्रीट मिश्रित से भरा होता है। लेवलिंग पैड पर स्थापित किया गया है और संभवतः भूकंप चौकियों के साथ फर्श पर सुरक्षित किया गया है। | ||
* प्रवर्तक | * प्रवर्तक | ||
** स्लाइड, आधार - उच्च परिशुद्धता आधार समतलता और थर्मल स्थिरता के लिए ग्रेनाइट का उपयोग करते हैं। कम परिशुद्धता वाले मानक चरण एक्सट्रूडेड एल्यूमीनियम का उपयोग करते हैं। कस्टम चरण समान्य | ** स्लाइड, आधार - उच्च परिशुद्धता आधार समतलता और थर्मल स्थिरता के लिए ग्रेनाइट का उपयोग करते हैं। कम परिशुद्धता वाले मानक चरण एक्सट्रूडेड एल्यूमीनियम का उपयोग करते हैं। कस्टम चरण समान्य रूप से कम निष्क्रियता उच्च कठोरता के लिए मशीनीकृत रिब्ड एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील का उपयोग करते हैं। | ||
** बियरिंग - विकल्पों में अपेक्षाकृत छोटी यात्रा के लिए क्रॉस रोलर बियरिंग, लंबी यात्रा के लिए उच्च कठोरता के लिए रीसर्क्युलेटिंग बियरिंग और गति की उच्च चिकनाई, उच्च परिशुद्धता के लिए ग्रेनाइट बेस के साथ [[ वायु असर | वायु बियरिंग]] सम्मिलित | ** बियरिंग - विकल्पों में अपेक्षाकृत छोटी यात्रा के लिए क्रॉस रोलर बियरिंग, लंबी यात्रा के लिए उच्च कठोरता के लिए रीसर्क्युलेटिंग बियरिंग और गति की उच्च चिकनाई, उच्च परिशुद्धता के लिए ग्रेनाइट बेस के साथ [[ वायु असर |वायु बियरिंग]] सम्मिलित हैं। | ||
** [[सर्वो मोटर]] - स्थिर, कम कॉगिंग, चुंबक प्लेटों में चलती कुंडल और क्षेत्र में 3 चरण सिंक्रनाइज़ वर्तमान के साथ क्षैतिज अक्षों के लिए समान्य | ** [[सर्वो मोटर]] - स्थिर, कम कॉगिंग, चुंबक प्लेटों में चलती कुंडल और क्षेत्र में 3 चरण सिंक्रनाइज़ वर्तमान के साथ क्षैतिज अक्षों के लिए समान्य रूप से रैखिक [[ब्रशलेस डीसी इलेक्ट्रिक मोटर]]। ऊर्ध्वाधर रैखिक मोटर अक्षों के लिए एक प्रतिसंतुलन का उपयोग किया जा सकता है। रोटरी चरण समान 2 भागों का उपयोग करते हैं, प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर, जिसमें एक स्थिर कॉइल आर्मेचर और एक गतिशील चुंबकीय रोटर सम्मिलित है। | ||
** प्रतिक्रिया - समान्य | ** प्रतिक्रिया - समान्य रूप से उच्च प्रस्ताव एनकोडर, ऑप्टिकल, चुंबकीय या कैप्टिव, एनालॉग या डिजिटल, रैखिक या रोटरी, होमिंग के लिए इंडेक्स मार्क के साथ पूर्ण या [[वृद्धिशील एनकोडर]]। लंबी यात्रा के लिए लेजर [[इंटरफेरोमेट्री]], उप-माइक्रोन परिशुद्धता है। | ||
** फोर्सर - फोर्सर विकल्पों में उच्च बल के लिए बॉल स्क्रू, लंबी यात्रा के लिए [[रैक और पंख काटना|रैक और पिनियन]] | ** फोर्सर - फोर्सर विकल्पों में उच्च बल के लिए बॉल स्क्रू, लंबी यात्रा के लिए [[रैक और पंख काटना|रैक और पिनियन]] और उच्च वेग के लिए टूथेड बेल्ट ड्राइव सम्मिलित हैं। एचपीपीएस में उनकी सीमाएं घर्षण, विटर , प्रतिक्रिया, कम कठोरता और रखरखाव हैं। | ||
* केबल प्रबंधन - विद्युत और संकेत ट्रांसमिशन के लिए। प्रणाली | * केबल प्रबंधन - विद्युत और संकेत ट्रांसमिशन के लिए। प्रणाली विश्वसनीयता श्रृंखला की सबसे अशक्त कड़ी। लो प्रोफ़ाइल के लिए कम मोड़ त्रिज्या थकान बढ़ाती है। केबल वाहक या फ्लैट रिबन केबल का उपयोग करने की आवश्यकता है। जिटर का परिचय दें. | ||
*सहायक उपकरण - हार्ड स्टॉप, सख्त ब्रैकेट, धौंकनी, शॉक माउंट, एयर कूलिंग पंखे, सीमाएं, फ्लेक्सर्स, रोबोट एंड इफ़ेक्टर ग्रिपर, मशीन विज़न कैमरा और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के लिए सेंसर, मशीन लर्निंग, एक्सेलेरोमीटर, तापमान सेंसर और जाइरोस्कोप जैसी निरिक्षण । | *सहायक उपकरण - हार्ड स्टॉप, सख्त ब्रैकेट, धौंकनी, शॉक माउंट, एयर कूलिंग पंखे, सीमाएं, फ्लेक्सर्स, रोबोट एंड इफ़ेक्टर ग्रिपर, मशीन विज़न कैमरा और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के लिए सेंसर, मशीन लर्निंग, एक्सेलेरोमीटर, तापमान सेंसर और जाइरोस्कोप जैसी निरिक्षण । | ||
* [[सर्वो ड्राइव]] - सर्वो मोटर्स को चलाने के लिए गति नियंत्रण संकेतों को बढ़ाना। कम विद्युत से लेकर 10 किलोवाट तक। उदाहरण के लिए, 4 मीटर/सेकेंड की गति से चलने वाली 10,000 N की उच्च बल रैखिक मोटर चलाने में 40 किलोवाट। डीसी वोल्टेज सुरक्षित 24V/48V से लेकर 400 V से अधिक तक होता है। मोटर संकेत की उच्च वर्तमान लूप अद्यतन दरें, हजारों हर्ट्ज के क्रम पर होती हैं। मोशन नियंत्रण | * [[सर्वो ड्राइव]] - सर्वो मोटर्स को चलाने के लिए गति नियंत्रण संकेतों को बढ़ाना। कम विद्युत से लेकर 10 किलोवाट तक। उदाहरण के लिए, 4 मीटर/सेकेंड की गति से चलने वाली 10,000 N की उच्च बल रैखिक मोटर चलाने में 40 किलोवाट। डीसी वोल्टेज सुरक्षित 24V/48V से लेकर 400 V से अधिक तक होता है। मोटर संकेत की उच्च वर्तमान लूप अद्यतन दरें, हजारों हर्ट्ज के क्रम पर होती हैं। मोशन नियंत्रण के साथ लोकप्रिय नेटवर्क संचार [[EtherCAT|ईथरकैट]] के माध्यम से होता है। | ||
* मोशन पीआईडी नियंत्रक - विकल्पों में कंप्यूटर [[ संख्यात्मक नियंत्रण ]] (सीएनसी), एकल अक्ष , बहु अक्ष , पीसी आधारित, स्टैंडअलोन या सर्वो ड्राइव और/या पीएलसी के साथ एकीकृत, आई/ओ, ऑटो ट्यूनिंग, डायग्नोस्टिक और अनेक स्रोतों से उपलब्ध प्रोग्रामिंग सम्मिलित | * मोशन पीआईडी नियंत्रक - विकल्पों में कंप्यूटर [[ संख्यात्मक नियंत्रण |संख्यात्मक नियंत्रण]] (सीएनसी), एकल अक्ष , बहु अक्ष , पीसी आधारित, स्टैंडअलोन या सर्वो ड्राइव और/या पीएलसी के साथ एकीकृत, आई/ओ, ऑटो ट्यूनिंग, डायग्नोस्टिक और अनेक स्रोतों से उपलब्ध प्रोग्रामिंग सम्मिलित हैं। . <ref>{{cite web |url= https://www.motioncontrolonline.org/manufacturers.cfm|title= मोशन कंट्रोल ऑनलाइन|author=<!--Not stated--> |publisher= mcma motion control & motor association |quote=Companies that manufacture motion control, motors, software or related products and equipment}}</ref> | ||
* | * | ||
*[[ निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक | निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक]] (पीएलसी) - प्रक्रिया अनुक्रम नियंत्रण के लिए [[पदानुक्रमित नियंत्रण प्रणाली]] में उच्च परत, अनेक आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रदान की जाती है। <ref>{{cite web |url= https://www.globalspec.com/suppliers/714/programmable_logic_controllers_(plc)|title= प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) आपूर्तिकर्ता|author=<!--Not stated--> |website= GlobalSpec Engineering 360|quote=Find 656 Programmable Logic Controllers (PLC) suppliers with Engineering360}}</ref> | *[[ निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक | निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक]] (पीएलसी) - प्रक्रिया अनुक्रम नियंत्रण के लिए [[पदानुक्रमित नियंत्रण प्रणाली]] में उच्च परत, अनेक आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रदान की जाती है। <ref>{{cite web |url= https://www.globalspec.com/suppliers/714/programmable_logic_controllers_(plc)|title= प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) आपूर्तिकर्ता|author=<!--Not stated--> |website= GlobalSpec Engineering 360|quote=Find 656 Programmable Logic Controllers (PLC) suppliers with Engineering360}}</ref> | ||
=== प्रणाली | === प्रणाली परीक्षण === | ||
प्रणाली | प्रणाली परीक्षण प्रणाली विकास की एक पुनरावृत्तीय प्रक्रिया है, जिसका उद्देश्य प्रणाली विश्लेषण मॉडलिंग, अवधारणाओं का प्रमाण, प्रदर्शन विनिर्देशों के सुरक्षा कारक और स्वीकार्य परीक्षण को मान्य करना है। | ||
* गति यात्रा, अधिकतम वेग, अधिकतम त्वरण, झटका - समान्य | * गति यात्रा, अधिकतम वेग, अधिकतम त्वरण, झटका - समान्य रूप से गति नियंत्रक के अंदर प्रदान किया जाता है। | ||
* रैखिक स्पष्ट ता, दोहराव, समतलता, सीधापन, यॉ, पिच - लेजर [[इंटरफेरोमीटर]]। <ref> {{cite web |url= https://www.renishaw.com/en/xl-80-laser-system--8268|title= XL-80 laser system|author=<!--Not stated--> |quote=The Renishaw XL-80 laser interferometer offers the ultimate in high performance measurement and calibration for motion systems, including CMMs and machine tools}}</ref> | * रैखिक स्पष्ट ता, दोहराव, समतलता, सीधापन, यॉ, पिच - लेजर [[इंटरफेरोमीटर]]। <ref> {{cite web |url= https://www.renishaw.com/en/xl-80-laser-system--8268|title= XL-80 laser system|author=<!--Not stated--> |quote=The Renishaw XL-80 laser interferometer offers the ultimate in high performance measurement and calibration for motion systems, including CMMs and machine tools}}</ref> | ||
*कोणीय स्पष्ट ता, दोहराव, रनआउट, वोबल- [[ऑटोकॉलिमेटर]]। | *कोणीय स्पष्ट ता, दोहराव, रनआउट, वोबल- [[ऑटोकॉलिमेटर]]। | ||
* चक्र समय, स्थायीकरण समय, विटर , निरंतर वेग - समान्य | * चक्र समय, स्थायीकरण समय, विटर , निरंतर वेग - समान्य रूप से गति नियंत्रक के अंदर प्रदान किया जाता है। | ||
* थर्मल स्थिरता - ऊष्मा हस्तांतरण का निरीक्षण करने के लिए अनेक स्थानों पर तापमान सेंसर लगाए गए हैं। | * थर्मल स्थिरता - ऊष्मा हस्तांतरण का निरीक्षण करने के लिए अनेक स्थानों पर तापमान सेंसर लगाए गए हैं। | ||
* जड़ता, कठोरता - स्केल, डायल संकेतक और [[बल गेज]]। | * जड़ता, कठोरता - स्केल, डायल संकेतक और [[बल गेज]]। | ||
* प्राकृतिक आवृत्ति, सर्वो बैंडविड्थ - समान्य | * प्राकृतिक आवृत्ति, सर्वो बैंडविड्थ - समान्य रूप से गति नियंत्रक के साथ प्रदान किया जाता है जिसमें [[आवृत्ति प्रतिक्रिया]] उपकरण होते हैं। <ref> {{cite web |url= https://acsmotioncontrol.com/capabilities/frequency-response-function-analyzer/#:~:text=Frequency%20Response%20Function%20Analyzer%20-%20ACS%20Increase%20Throughput,to%20optimize%20the%20performance%20of%20motion%20control%20systems.|title= Frequency Response Function Analyzer|author=<!--Not stated--> |publisher= ACS Motion Control|quote=Increase Throughput with Electromechanical Frequency Analysis and Optimization}}</ref> | ||
*विफलता, जीवन परीक्षण के मध्य का औसत समय - निरंतर दृश्य और सेंसर जांच के साथ निरंतर निरिक्षण | *विफलता, जीवन परीक्षण के मध्य का औसत समय - निरंतर दृश्य और सेंसर जांच के साथ निरंतर निरिक्षण के अनुसार चरम परिचालन स्थितियों में विफलता के बिना निर्दिष्ट अवधि के लिए नॉन-स्टॉप ऑपरेशन है । <ref>{{cite web |url= https://www.afit.edu/stat/statcoe_files/Reliability_Test_Planning_for_Mean_Time_Between_Failures2.pdf |title=विफलताओं के बीच औसत समय के लिए विश्वसनीयता परीक्षण योजना सर्वोत्तम अभ्यास|last= Kensler|first=Jennifer |date=March 21, 2014 |publisher= STAT T&E COE-Report-09-2013|quote=The goal...is to assist in developing rigorous, defensible test strategies to more effectively quantify and characterize system performance and provide information that reduces risk}}</ref> | ||
Revision as of 20:54, 12 December 2023
एक उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली (एचपीपीएस) एक प्रकार का पोजिशनिंग प्रणाली है जिसमें वैद्युतयांत्रिकी उपकरण का एक टुकड़ा होता है (उदाहरण के लिए रैखिक चरण और रोटरी चरण की एक असेंबली) जो किसी वस्तु को कार्य लिफाफे के अंदर त्रि-आयामी स्थान में ले जाने में सक्षम है। स्थिति निर्धारण बिंदु दर बिंदु या गति के वांछित पथ के साथ किया जा सकता है। स्थिति को समान्य रूप से स्वतंत्रता की छह डिग्री में परिभाषित किया जाता है, जिसमें x,y,z कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में रैखिक और यॉ, पिच, रोल के कोणीय अभिविन्यास (ज्यामिति) सम्मिलित हैं। एचपीपीएस का उपयोग अनेक विनिर्माण प्रक्रियाओं में किसी वस्तु (उपकरण या भाग) को छह डिग्री की स्वतंत्रता में, वांछित पथ के साथ, वांछित अभिविन्यास पर, उच्च त्वरण, उच्च मंदी, उच्च वेग और कम स्थायीकरण समय के साथ सुचारू रूप से और स्पष्ट रूप से स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। इसे अपनी गति को तुरंत रोकने और न्यूनतम झटके के साथ चलती वस्तु को उसकी वांछित अंतिम स्थिति और अभिविन्यास पर स्पष्ट रूप से रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
एचपीपीएस को कम गतिमान द्रव्यमान और उच्च कठोरता की संरचनात्मक विशेषताओं की आवश्यकता होती है। परिणामी प्रणाली विशेषता प्रणाली की सबसे कम प्राकृतिक आवृत्ति के लिए एक उच्च मूल्य है। उच्च प्राकृतिक आवृत्ति गति नियंत्रक को प्रणाली को उच्च सर्वो बैंडविड्थ पर चलाने की अनुमति देती है, जिसका अर्थ है कि एचपीपीएस सभी गति परेशान करने वाली आवृत्तियों को अस्वीकार कर सकता है, जो बैंडविड्थ की तुलना में कम आवृत्ति पर कार्य करती हैं। फर्श कंपन, ध्वनिक ध्वनि , मोटर कॉगिंग, बियरिंग जिटर और केबल वाहक रैटलिंग जैसी उच्च आवृत्ति की स्पष्टता के लिए, एचपीपीएस कंपन क्षीणन के लिए डैम्पिंग अनुपात और अलगाव माउंट के लिए संरचनात्मक मिश्रित पदार्थ का उपयोग कर सकता है। आर्टिकुलेटिंग रोबोटों के विपरीत, जिनमें विपरीत जोड़ होते हैं जो उनके लिंक को जोड़ते हैं, एचपीपीएस लिंक में समान्य रूप से स्लाइडिंग जोड़ होते हैं, जो विपरीत जोड़ों की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक कठोर होते हैं। यही कारण है कि उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली को अधिकांशत: कार्टेशियन रोबोट के रूप में जाना जाता है।
प्रदर्शन
एचपीपीएस, रैखिक मोटर द्वारा संचालित, 3-5 मीटर/सेकेंड के क्रम पर एक संयुक्त उच्च वेग से, 5-7 ग्राम के उच्च त्वरण पर, माइक्रोन या उप माइक्रोन स्थिति स्पष्ट ता पर, मिलीसेकंड के क्रम पर स्थायीकरण समय और सर्वो बैंडविड्थ के साथ आगे बढ़ सकता है। जो कि 30-50 हर्ट्ज. दूसरी ओर, बॉल स्क्रू प्रवर्तक ्स में 10-20 हर्ट्ज की विशिष्ट बैंडविड्थ और लगभग 5-10 हर्ट्ज पर बेल्ट संचालित प्रवर्तक ्स होते हैं। एचपीपीएस का बैंडविड्थ मान 90-150 हर्ट्ज की सीमा में सबसे कम प्राकृतिक आवृत्ति का लगभग 1/3 है। उच्च त्वरण या उच्च मंदी के पश्चात् क्रमशः +/- 1% स्थिर वेग, या +/- 1 उम जिटर पर सेट होने में अनुमानित 3 बैंडविड्थ अवधि लगती है। उदाहरण के लिए, एक 50 हर्ट्ज सर्वो बैंडविड्थ, 1/50 · 1000 = 20 मिसे की अवधि के साथ, अनुमानित 3 · 20 = 60 मिसे के अंदर 1 um स्थिति स्पष्ट ता पर स्थिर हो जाएगा। सबसे कम प्राकृतिक आवृत्ति गतिमान जड़ता से विभाजित प्रणाली कठोरता के वर्गमूल के समान होती है। उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग चरण की एक विशिष्ट रैखिक पुनरावर्ती बियरिंग रेल में 100-300 N/um के क्रम पर कठोरता होती है। अर्धचालक प्रक्रिया उपकरण, इलेक्ट्रॉनिक्स असेम्बली लाइनें, संख्यात्मक रूप से नियंत्रित मशीनी उपकरण, समन्वय-मापने वाली मशीनें, 3 3 डी प्रिंटिग, पिक-एंड-प्लेस मशीन, दवा खोज परख और अनेक अन्य में इस तरह के प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। अपने उच्चतम प्रदर्शन पर एचपीपीएस थर्मल स्थिरता और समतल सतहों के लिए ग्रेनाइट बेस, जिटर मुक्त गति के लिए वायु बीयरिंग, गैर संपर्क के लिए ब्रशलेस रैखिक मोटर्स, घर्षण रहित सक्रियण, उच्च बल और कम जड़ता और उप माइक्रोन स्थिति प्रतिक्रिया के लिए लेजर इंटरफेरोमीटर का उपयोग कर सकता है। जो कि दूसरी ओर, 1 मीटर' पहुंच वाले एक विशिष्ट 6 डिग्री स्वतंत्रता वाले रोबोट में 1 एन/यूएम के क्रम पर संरचनात्मक कठोरता होती है। यही कारण है कि व्यक्त रोबोट को उन प्रक्रियाओं में स्वचालन उपकरण के रूप में नियोजित किया जा रहा है, जिनके लिए 100 माइक्रोन के क्रम पर स्थिति दोहराव की आवश्यकता होती है, जैसे कि रोबोट वेल्डिंग, पेंट रोबोट, पैलेटाइज़र और अनेक अन्य है।
इतिहास
मूल एचपीपीएस को 1980 के दशक में एनोरैड कॉर्पोरेशन (अब रॉकवेल स्वचालन ) में विकसित किया गया था, एनोरैड के संस्थापक और सीईओ अनवर शतित द्वारा ब्रशलेस लीनियर मोटर्स के आविष्कार के पश्चात् प्रारंभ में एचपीपीएस का उपयोग अनुप्रयुक्त पदार्थ , मुद्रित परिपथ बोर्ड निरीक्षण ऑर्बोटेक और हाई वेलोसिटी मशीन उपकरण फोर्ड मोटर कंपनी जैसे अर्धचालक अनुप्रयोगों में उच्च परिशुद्धता विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए किया जाता था।[1] समानांतर रैखिक मोटर प्रौद्योगिकी और एचपीपीएस में उनके एकीकरण का विश्व भर में विस्तार किया गया। परिणामस्वरूप, 1996 में सीमेंस ने विमान के पंखों की रासायनिक मिलिंग के लिए बोइंग में 20 मीटर लंबी मास्केंट मशीन चलाने के लिए अपने सीएनसी को एनोरैड लीनियर मोटर्स के साथ एकीकृत किया गया। [2] जो कि 1997 में फैनुक ने एनोरैड की लीनियर मोटर तकनीक को लाइसेंस दिया और इसे अपने सीएनसी उत्पादों की श्रृंखला के साथ एक पूर्ण समाधान के रूप में एकीकृत किया गया। [3] और 1998 में, रॉकवेल स्वचालन ने मोटर वाहन स्थानांतरण पंक्तियाँ में उच्च वेग मशीन उपकरण को चलाने के लिए एक पूर्ण रैखिक मोटर समाधान प्रदान करने में सीमेंस और फैनुक के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए एनोरैड का अधिग्रहण किया गया था।[4] आज लीनियर मोटर्स का उपयोग सैकड़ों हजारों उच्च प्रदर्शन पोजिशनिंग प्रणाली में किया जा रहा है, जो विश्व भर में विनिर्माण प्रक्रियाओं को संचालित करते हैं। जो कि कुछ अध्ययनों के अनुसार, उनका बाज़ार प्रति वर्ष 4.4% की दर से बढ़ने और 2025 में $1.5B तक पहुंचने की उम्मीद है। [5]
प्रणाली आवश्यकताएँ
अनुप्रयोग
- अर्धचालक - फोटोलिथोग्राफ़ी अर्धचालक निर्माण संयंत्रों में एक वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) निर्माण प्रक्रिया है। यह अपने वेफर चरण को स्थानांतरित करने के लिए चरम स्थिति के लिए रैखिक मोटर चरणों या मैग्लेव चरणों का उपयोग करता है। [6]
- इलेक्ट्रॉनिक्स - भूतल पर्वत प्रौद्योगिकी मुद्रित परिपथ बोर्डों पर एकीकृत परिपथ चिप्स को माउंट करने के लिए उच्च प्रदर्शन, रैखिक मोटर, पोजिशनिंग प्रणाली का उपयोग कर रही है। [7]
- प्रकाशिकी - स्टीरियो माइक्रोस्कोप स्कैनिंग के समय गति की उच्च चिकनाई के लिए रैखिक मोटर पोजिशनिंग चरणों का उपयोग करते हैं [8]
- मशीन उपकरण - वायर विद्युत की निर्वहन मशीनिंग का उपयोग डाई (विनिर्माण) जैसी मोटी कठोर धातुओं को काटने के लिए किया जाता है। लीनियर मोटर/एयर बेयरिंग पोजिशनिंग प्रणाली गति की उच्च सहजता प्रदान करते हैं। [9]
- सीएमएम - समन्वय-मापने वाली मशीन को अधिकांशत: ग्रेनाइट बेस, आइसोलेशन माउंट, लीनियर मोटर प्रवर्तक ्स, एयर बेयरिंग और लेजर इंटरफेरोमीटर की आवश्यकता होती है। [10]
- लैब ऑटोमेशन - उच्च परिणाम स्क्रीनिंग प्रक्रिया का उपयोग दवा की खोज के लिए प्रयोगशाला स्वचालन में किया जाता है, जहां रैखिक मोटर स्थिति कम स्थायीकरण समय के साथ उच्च त्वरण / मंदी प्रदान करती है। [11]
विशिष्टताएँ
प्रणाली विनिर्देश (तकनीकी मानक) उपयोगकर्ता (ग्राहक) द्वारा वर्णित एप्लिकेशन आवश्यकताओं (समस्या) और डेवलपर (आपूर्तिकर्ता) द्वारा अनुकूलित डिज़ाइन (समाधान) के मध्य एक आधिकारिक इंटरफ़ेस है।
- निष्क्रियता - वेग में रैखिक (किलो) और कोणीय (किग्रा·एम2) परिवर्तन के प्रति गतिमान भार (उपकरण या भाग) के प्रतिरोध को निरुपित करता है। प्राकृतिक आवृत्ति को अधिकतम करने के लिए गतिशील भार की जड़ता न्यूनतम होनी चाहिए।
- आकार - प्रणाली की चौड़ाई (एम), लंबाई (एम) और ऊंचाई (एम) की ज्यामितीय बाधाओं को निरुपित करता है, जैसा कि स्थापना के रूप में परिवहन, परिवहन के लिए आवश्यक हो सकता है।
- गति - अधिकतम यात्रा (एम, रेड), अधिकतम वेग (एम/एस, रेड/एस) और अधिकतम त्वरण/मंदी (एम/एस2, रेड /एस2) सहित स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री के लिए प्रक्रिया चक्र समय और प्रक्रिया बाधाओं को निरुपित करता है।
- परिशुद्धता - स्थिति माप और गति (उम, उड़द) के रैखिक और कोणीय प्रस्ताव के साथ-साथ स्वतंत्रता की प्रत्येक डिग्री के लिए स्पष्ट ता और परिशुद्धता के कुल संकेतक रीडिंग को निरुपित करता है।
- जिटर - उच्च आवृत्ति कंपन के अधिकतम आयाम (उम) को निरुपित करता है जिसे स्थिर स्थितियों में अनुमति दी जाती है।
- स्थिर वेग - गति की आवश्यक सहजता और गति के समय आवश्यक स्थिर वेग (एम/एस, रेड/एस) के (+/-%) में अनुमत बदलावों को निरुपित करता है।
- कठोरता - बाहरी भार (एन/यूएम, एनएम/रेड) के उत्तर में स्थिति परिवर्तन के प्रतिरोध को निरुपित करता है।
- जीवन - अपेक्षित समय (घंटे) या यात्रा (किमी) को निरुपित करता है, प्रणाली की स्वतंत्रता की सबसे सक्रिय डिग्री प्रक्रिया संचालन में विश्वसनीय रूप से कार्य करने की उम्मीद करती है।
- विश्वसनीयता - विफलताओं (घंटे, चक्र) के मध्य का औसत समय अधिकांशत: विफलता मोड, प्रभाव और नैदानिक विश्लेषण की आवश्यकता से जुड़ा होता है।
- रख-रखाव - सुधार का औसत समय (घंटे), अधिकांशत: संचालन, रखरखाव अनुसूची और स्पेयर पार्ट्स सूची सहित प्रणाली मैनुअल से जुड़ा होता है।
- पर्यावरण - अपेक्षित स्पष्टता की स्थिति को निरुपित करता है जो प्रणाली को अपने जीवनकाल के समय संचालन के समय सामना करना पड़ सकता है जिसमें थर्मल, आर्द्रता, झटका और कंपन, सफाई और विकिरण सम्मिलित हैं।
पर्यावरण
- थर्मल - उच्चतम और निम्नतम तापमान (डिग्री सेल्सियस) को निरुपित करता है जो प्रणाली ऑपरेशन के समय सहन कर सकता है। संरचनात्मक विकृतियों और परिशुद्धता पर प्रभाव डालता है। शीतलन, इन्सुलेशन और कम तापीय चालकता पदार्थ की आवश्यकता हो सकती है।
- आर्द्रता - आसपास की हवा में जलवाष्प के स्तर का संकेत (%)। इसमें आईपी कोड पर आधारित आवश्यक प्रणाली सुरक्षा सम्मिलित हो सकती है। सुरक्षात्मक मुहरों की आवश्यकता हो सकती है.
- शॉक (यांत्रिकी) और कंपन - फर्श कंपन और अन्य प्रक्रिया स्पष्टता के स्तर को निरुपित करता है। सक्रिय या निष्क्रिय कंपन अलगाव माउंट और उच्च नमी के साथ संरचनात्मक पदार्थ की आवश्यकता हो सकती है। [12]
- स्वच्छता - आसपास की हवा में कणों के स्वीकार्य स्तर (आकार और मात्रा प्रति इकाई आयतन) को निरुपित करता है। सफाई कक्ष संचालन, आने वाली हवा को छानने और सुरक्षात्मक सील की आवश्यकता हो सकती है। [13]
- विकिरण - विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए परिरक्षित केबल प्रबंधन, अलौह संरचनात्मक पदार्थ और रैखिक मोटर चुंबक प्लेटों की सुरक्षात्मक ढाल की आवश्यकता हो सकती है।
प्रणाली समाधान
विन्यास
एचपीपीएस विन्यास समान्य रूप से अधिकतम अवमंदन और न्यूनतम जड़ता, रुचि के बिंदु (पीओआई) पर सबसे छोटी एबे त्रुटि, न्यूनतम घटकों और अधिकतम रखरखाव के साथ अधिकतम संरचनात्मक कठोरता के लिए अनुकूलित किया जाता है।
- X- लीनियर मोटर, गेंद पेंच या दॉतेदार पट्टा द्वारा संचालित एक एकल लीनियर चरण, समान्य रूप से अनेक आपूर्तिकर्ताओं से मानक प्रवर्तक (उर्फ स्लाइड, अक्ष या टेबल) के रूप में उपलब्ध होता है। [14]
- XYZ - चलती केबल प्रबंधन सहित एकल चरणों की एक अनुकूलित असेंबली। Z अक्ष समान्य रूप से एक बॉल स्क्रू या एक प्रतिभार के साथ रैखिक मोटर से सक्रिय होता है। निष्क्रियता को कम करने के लिए अक्षों को अलग किया जा सकता है।
- XYZR - पिच, यॉ और रोल सहित घूर्णी अक्षों को समान्य रूप से आर्म उपकरण (ईओएटी) या रोबोट अंत प्रभावकारक के अंत को उन्मुख करने के लिए एचपीपीएस में जोड़ा जाता है।
- गैन्ट्री - गैन्ट्री विन्यास दिए गए आकार की बाधाओं के अनुसार XYZ विन्यास में अधिकतम कार्य लिफाफा प्रदान करता है। इसमें x के लिए 2 समानांतर अक्ष हैं, जो एकल अक्ष या मास्टर/स्लेव के रूप में नियंत्रित होते हैं। स्थानांतरण लाइन के लिए आदर्श.
- रोटरी (पिच, यॉ, रोल) - विशिष्टताओं को सर्वोत्तम ढंग से पूरा करने के लिए रोटरी चरणों को विभिन्न क्रम में रैखिक चरण के साथ अनुकूलित किया जा सकता है। वे समान्य रूप से रैखिक मोटर्स के अनुरूप प्रत्यक्ष-ड्राइव तंत्र का उपयोग कर रहे हैं।
- कस्टम - सर्वोत्तम प्रणाली घटकों को सबसे कॉम्पैक्ट और उत्तरदायी प्रणाली में एकीकृत करने की गणितीय अनुकूलन प्रक्रिया में एचपीपीएस की कस्टम विन्यास की आवश्यकता हो सकती है।
प्रणाली विश्लेषण
प्रणाली विश्लेषण प्रणाली मॉडलिंग और विश्लेषण उपकरण के आधार पर डिज़ाइन मापदंडों, परिचालन स्थितियों, पर्यावरणीय चर और प्रणाली प्रदर्शन के मध्य संबंधों को समझने की एक प्रक्रिया है।
- गतिशीलता (यांत्रिकी) - मैटलैब, सिमुलिंक, मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके रैखिक गति और घूर्णी प्रोफाइल, गतिशील स्पष्ट ता, भार वहन और मोटर शक्ति का अनुकूलन है।
- कंपन विश्लेषण - मैटलैब, सिमुलिंक, मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके प्राकृतिक आवृत्ति, सर्वो बैंडविड्थ, स्थायीकरण समय का अनुमान लगाना
- स्पष्ट ता और परिशुद्धता - मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके अक्षों की सीधीता, समतलता, पिच, यॉ, रोल, डगमगाहट और रन-आउट के फलन के रूप में रुचि के बिंदु पर 3 डी स्थैतिक त्रुटियों का अनुमान लगाना
- सामग्रियों की शक्ति - ऑटोकैड, नास्ट्रान जैसे परिमित तत्व विधि उपकरणों का उपयोग करके अक्षो , फ्रेम, समर्थन और बढ़ते संरचनाओं की कठोरता का अनुमान लगाना
- थर्मल विस्तार - ऑटोकैड, नास्ट्रान जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके थर्मल विस्तार की पूर्वानुमान करना और इन्सुलेशन और शीतलन का उपयोग करके ऊष्मा हस्तांतरण को अनुकूलित करना
- द्रव गतिकी - कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके द्रव प्रवर्तक और शीतलन के लिए प्रवाह दर और आपूर्ति दबाव का अनुमान लगाना
- सर्वो नियंत्रण - मैटलैब, सिमुलिंक जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके प्रणाली अक्षों के पीआईडी नियंत्रक लूप के लिए आवश्यक फ़िल्टर और ट्यूनिंग पैरामीटर का अनुमान लगाना
- विश्वसनीयता इंजीनियरिंग - मैथकैड, माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल जैसे विश्लेषण उपकरणों का उपयोग करके विफलताओं के मध्य प्रणाली माध्य समय का अनुमान लगाना
घटक आकार
घटक आकार निर्धारण घटक आपूर्तिकर्ताओं से मानक भागों का चयन करने, या विनिर्माण के लिए एक कस्टम भाग डिजाइन करने की प्रक्रिया है
- फ़्रेम - समान्य रूप से खोखले ट्यूबों के एल्यूमीनियम या स्टील वेल्ड से बना होता है, संभवतः भिगोने के लिए कंक्रीट मिश्रित से भरा होता है। लेवलिंग पैड पर स्थापित किया गया है और संभवतः भूकंप चौकियों के साथ फर्श पर सुरक्षित किया गया है।
- प्रवर्तक
- स्लाइड, आधार - उच्च परिशुद्धता आधार समतलता और थर्मल स्थिरता के लिए ग्रेनाइट का उपयोग करते हैं। कम परिशुद्धता वाले मानक चरण एक्सट्रूडेड एल्यूमीनियम का उपयोग करते हैं। कस्टम चरण समान्य रूप से कम निष्क्रियता उच्च कठोरता के लिए मशीनीकृत रिब्ड एल्यूमीनियम या स्टेनलेस स्टील का उपयोग करते हैं।
- बियरिंग - विकल्पों में अपेक्षाकृत छोटी यात्रा के लिए क्रॉस रोलर बियरिंग, लंबी यात्रा के लिए उच्च कठोरता के लिए रीसर्क्युलेटिंग बियरिंग और गति की उच्च चिकनाई, उच्च परिशुद्धता के लिए ग्रेनाइट बेस के साथ वायु बियरिंग सम्मिलित हैं।
- सर्वो मोटर - स्थिर, कम कॉगिंग, चुंबक प्लेटों में चलती कुंडल और क्षेत्र में 3 चरण सिंक्रनाइज़ वर्तमान के साथ क्षैतिज अक्षों के लिए समान्य रूप से रैखिक ब्रशलेस डीसी इलेक्ट्रिक मोटर। ऊर्ध्वाधर रैखिक मोटर अक्षों के लिए एक प्रतिसंतुलन का उपयोग किया जा सकता है। रोटरी चरण समान 2 भागों का उपयोग करते हैं, प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर, जिसमें एक स्थिर कॉइल आर्मेचर और एक गतिशील चुंबकीय रोटर सम्मिलित है।
- प्रतिक्रिया - समान्य रूप से उच्च प्रस्ताव एनकोडर, ऑप्टिकल, चुंबकीय या कैप्टिव, एनालॉग या डिजिटल, रैखिक या रोटरी, होमिंग के लिए इंडेक्स मार्क के साथ पूर्ण या वृद्धिशील एनकोडर। लंबी यात्रा के लिए लेजर इंटरफेरोमेट्री, उप-माइक्रोन परिशुद्धता है।
- फोर्सर - फोर्सर विकल्पों में उच्च बल के लिए बॉल स्क्रू, लंबी यात्रा के लिए रैक और पिनियन और उच्च वेग के लिए टूथेड बेल्ट ड्राइव सम्मिलित हैं। एचपीपीएस में उनकी सीमाएं घर्षण, विटर , प्रतिक्रिया, कम कठोरता और रखरखाव हैं।
- केबल प्रबंधन - विद्युत और संकेत ट्रांसमिशन के लिए। प्रणाली विश्वसनीयता श्रृंखला की सबसे अशक्त कड़ी। लो प्रोफ़ाइल के लिए कम मोड़ त्रिज्या थकान बढ़ाती है। केबल वाहक या फ्लैट रिबन केबल का उपयोग करने की आवश्यकता है। जिटर का परिचय दें.
- सहायक उपकरण - हार्ड स्टॉप, सख्त ब्रैकेट, धौंकनी, शॉक माउंट, एयर कूलिंग पंखे, सीमाएं, फ्लेक्सर्स, रोबोट एंड इफ़ेक्टर ग्रिपर, मशीन विज़न कैमरा और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस के लिए सेंसर, मशीन लर्निंग, एक्सेलेरोमीटर, तापमान सेंसर और जाइरोस्कोप जैसी निरिक्षण ।
- सर्वो ड्राइव - सर्वो मोटर्स को चलाने के लिए गति नियंत्रण संकेतों को बढ़ाना। कम विद्युत से लेकर 10 किलोवाट तक। उदाहरण के लिए, 4 मीटर/सेकेंड की गति से चलने वाली 10,000 N की उच्च बल रैखिक मोटर चलाने में 40 किलोवाट। डीसी वोल्टेज सुरक्षित 24V/48V से लेकर 400 V से अधिक तक होता है। मोटर संकेत की उच्च वर्तमान लूप अद्यतन दरें, हजारों हर्ट्ज के क्रम पर होती हैं। मोशन नियंत्रण के साथ लोकप्रिय नेटवर्क संचार ईथरकैट के माध्यम से होता है।
- मोशन पीआईडी नियंत्रक - विकल्पों में कंप्यूटर संख्यात्मक नियंत्रण (सीएनसी), एकल अक्ष , बहु अक्ष , पीसी आधारित, स्टैंडअलोन या सर्वो ड्राइव और/या पीएलसी के साथ एकीकृत, आई/ओ, ऑटो ट्यूनिंग, डायग्नोस्टिक और अनेक स्रोतों से उपलब्ध प्रोग्रामिंग सम्मिलित हैं। . [15]
- निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक (पीएलसी) - प्रक्रिया अनुक्रम नियंत्रण के लिए पदानुक्रमित नियंत्रण प्रणाली में उच्च परत, अनेक आपूर्तिकर्ताओं द्वारा प्रदान की जाती है। [16]
प्रणाली परीक्षण
प्रणाली परीक्षण प्रणाली विकास की एक पुनरावृत्तीय प्रक्रिया है, जिसका उद्देश्य प्रणाली विश्लेषण मॉडलिंग, अवधारणाओं का प्रमाण, प्रदर्शन विनिर्देशों के सुरक्षा कारक और स्वीकार्य परीक्षण को मान्य करना है।
- गति यात्रा, अधिकतम वेग, अधिकतम त्वरण, झटका - समान्य रूप से गति नियंत्रक के अंदर प्रदान किया जाता है।
- रैखिक स्पष्ट ता, दोहराव, समतलता, सीधापन, यॉ, पिच - लेजर इंटरफेरोमीटर। [17]
- कोणीय स्पष्ट ता, दोहराव, रनआउट, वोबल- ऑटोकॉलिमेटर।
- चक्र समय, स्थायीकरण समय, विटर , निरंतर वेग - समान्य रूप से गति नियंत्रक के अंदर प्रदान किया जाता है।
- थर्मल स्थिरता - ऊष्मा हस्तांतरण का निरीक्षण करने के लिए अनेक स्थानों पर तापमान सेंसर लगाए गए हैं।
- जड़ता, कठोरता - स्केल, डायल संकेतक और बल गेज।
- प्राकृतिक आवृत्ति, सर्वो बैंडविड्थ - समान्य रूप से गति नियंत्रक के साथ प्रदान किया जाता है जिसमें आवृत्ति प्रतिक्रिया उपकरण होते हैं। [18]
- विफलता, जीवन परीक्षण के मध्य का औसत समय - निरंतर दृश्य और सेंसर जांच के साथ निरंतर निरिक्षण के अनुसार चरम परिचालन स्थितियों में विफलता के बिना निर्दिष्ट अवधि के लिए नॉन-स्टॉप ऑपरेशन है । [19]
संदर्भ
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The goal...is to assist in developing rigorous, defensible test strategies to more effectively quantify and characterize system performance and provide information that reduces risk
अग्रिम पठन
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