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不必再为电缆支付高昂成本!

12 五月 2016
科尔摩根专家

在设计新机器时,机器制造商首先会专注功能与可靠性。他们会将思路勾勒在纸面上,并用细线条将系统部件以框图形式串接起来,用以展示所有部件之间的关联。这是产品设计周期当中最具创意的阶段。在这个阶段,机器构成要素可以方便地加以移动,因为一切还只是停留在白板上。即使您已经处于设计周期末期,比如说已经是在一个CAD模型上工作,所进行的改动仍然无需您花费任何体力,将所有部件拼到一起仍然还仅是一个想法。

但慢慢地,电缆连接开始悄悄地进入画面。大多数机械制造商在开始新机器设计时,脑海中仍然保留着上一代或上一个版本机器的印象,因此,没有人会忘记他们需要使用布线将所有部件连接起来。但是,太多制造商没有将电缆管理视为一次获得竞争优势的机会。这适用于任何类型信号或动力的连接。在两种情况下,电缆都具有极大的隐形成本。它们比大多数人想象的还要昂贵。您需要按电缆的长度付费,但似乎我们总是需要更长的电缆。电缆的安装也非常耗费精力,因为在机器当中布线时,必须对这些电缆加以保护。在接线柜内,由于到处布满导轨式接线端子,因此所带来的挑战性同样巨大。每个接线端头都必须进行剥线、标记、并用套圈压紧。除了软件编程之外,这似乎是设计和制造过程当中最耗费时间的工作。

但是解决办法终于有了。基于这些布线和绕线所带来的麻烦,制造商们终于意识到简单性和使用便利性非常重要。目前,市场上已经出现大量具有集成机器功能与连接性的系统。市面上早期的此类产品足够简单和有效,但是尚未达到工业制造商的性能标准。集成的电机/驱动器产品的功率大约为500瓦,并且性能有限。在过去几年当中,市场上已经出现更多和更大功率的产品选择。最近出现的另外一种新选项采用单独的驱动器和电机,但是基于环境的密封性,驱动器被设在与电机轴非常近的地方。这种解决方案提供了最大的功率,并且保持了电机的灵活性。这是一种分布式的驱动系统。

对于一名与大型多轴机器打交道的工程师来说,采用这些新解决方案所带来的益处是非常明显的。例如,对于一台8轴,并且每台电机之间距离为3米的机器(可以想象一个在生产线上传送产品的长机器流程)来说,采用“柜内驱动器”的传统机器需要372米长的电缆布线。而分布式解决方案可以用一根电缆实现反馈、供电以及总线功能。由于驱动器被从柜内移出到机架上,因此仅需要与机柜进行一次布线连接。这些驱动器将使用菊花链连接在一起,以避免用多条该电缆束回连到机柜的必要。由于减少了电缆连接,因而造就了更简单的架构和更可靠的机器。

传统方法与分布式方法

左侧为传统方法,需使用372米长的电缆;右侧为分布式方法,仅需使用42米长的电缆


接线柜内的变化也同样显著。新方法仅需使用一个小得多的接线柜,并且接线端子的数量也大幅减少。通常来说,每个驱动器需要大约15个接线端子。

如果您是一名机器设计师,并且在以往因电缆连接而受到制约,现在是对新方法加以审视的时候了。新方法不仅可以避免电缆和接线所带来的成本与麻烦,而且还提供了制造更紧凑机器的可能性。请不要忽视新方法所产生的效益;虽然在从纸面设计的角度来说,电缆是最后一个考虑因素,但是,它会影响每一台现实机器的设计考量。不要再为电缆支付高昂代价了!

关于作者

科尔摩根专家

Kollmorgen Experts

该博客是科尔摩根运动控制和自动化专家团队的合作成果,团队包括工程师、客服和设计专家。无论您是什么职能需求,我们都乐意为您提供帮助。

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