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標(biāo)題: 復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的三個(gè)設(shè)計(jì)建議 [打印本頁(yè)]

作者: y0221120    時(shí)間: 2018-1-19 10:55
標(biāo)題: 復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的三個(gè)設(shè)計(jì)建議
本帖最后由 y0221120 于 2018-1-19 10:59 編輯

復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的三個(gè)設(shè)計(jì)建議

       本人根據(jù)自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了復(fù)雜機(jī)械裝備,尤其是非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備的三個(gè)設(shè)計(jì)建 議,分享給行業(yè)內(nèi)的朋友們,尤其是年輕的設(shè)計(jì)工程師。這三個(gè)建議分別是:1 穩(wěn)定化設(shè)計(jì); 2 直驅(qū)化設(shè)計(jì);3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
       1 穩(wěn)定化設(shè)計(jì)
       穩(wěn)定化設(shè)計(jì)就是在制定設(shè)計(jì)方案的時(shí)候,考慮方案在原理上的穩(wěn)定性(有些行業(yè)叫做魯 棒性 Robustness)。 我記得有個(gè)紀(jì)錄片曾經(jīng)是講張衡設(shè)計(jì)地震儀的時(shí)候,剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu) 總是出現(xiàn)誤報(bào),后來(lái)他總結(jié)了誤報(bào)的原因,改進(jìn)了設(shè)計(jì),就大大提高了地震儀的預(yù)報(bào)精度。那是一個(gè)典型的將不穩(wěn)定系統(tǒng)改進(jìn)成穩(wěn)定系統(tǒng)的案例,喜歡的朋友可以去找一下那個(gè)視頻。
       我舉兩個(gè)例子說(shuō)明穩(wěn)定化設(shè)計(jì)。第一個(gè)例子是,如果在設(shè)計(jì)杠桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的時(shí)候,盡量 將驅(qū)動(dòng)放到省力杠桿的一端(既離支點(diǎn)遠(yuǎn)的一端),用費(fèi)力的一端(離支點(diǎn)近的一端)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這樣的好處是,驅(qū)動(dòng)端的運(yùn)動(dòng)誤差被杠桿按比例縮小了。如果反過(guò)來(lái)用,則是被 杠桿按比例放大了。
       第二個(gè)例子是,我曾看到一個(gè)設(shè)備,其簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如下圖所示。設(shè)備是要把一根鋼絲推出 一定長(zhǎng)度,使推出的鋼絲端部進(jìn)入工作臺(tái)上的指定位置,然后工作臺(tái)上的其他部件對(duì)鋼絲的端部進(jìn)行加工。工作時(shí):①送絲機(jī)構(gòu)夾住鋼絲向前推,鋼絲從導(dǎo)向機(jī)構(gòu)伸出;②鋼絲端部進(jìn)入工作臺(tái)以后,送絲機(jī)構(gòu)松開(kāi);③送四機(jī)構(gòu)返回到初始狀態(tài)。
(, 下載次數(shù): 423)
這個(gè)機(jī)器在使用過(guò)程中最大的問(wèn)題是不穩(wěn)定,因?yàn)殇摻z常常推不到指定位置。其實(shí)這就 是一個(gè)典型的不穩(wěn)定設(shè)計(jì),因?yàn)橥瞥鰴C(jī)構(gòu)只能保證鋼絲在離開(kāi)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)時(shí)的位置是準(zhǔn)的,但是如果鋼絲本身存在彎曲,伸出去的部分肯定會(huì)偏離預(yù)設(shè)位置。而原材料本身的差異是設(shè)備 無(wú)法控制的,這樣的不穩(wěn)定因素在這個(gè)設(shè)計(jì)中就無(wú)法控制。
       以下是對(duì)該機(jī)構(gòu)的改進(jìn)方案。在改進(jìn)方案中,取消了送絲機(jī)構(gòu),把工作臺(tái)改成可移動(dòng)式。 工作時(shí),①首先,使切斷的鋼絲在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處伸出很短的一段,由于伸出的長(zhǎng)度不長(zhǎng),因此位置比較準(zhǔn)確;②工作臺(tái)移動(dòng)到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)附近,夾住鋼絲的末端;③工作臺(tái)拉動(dòng)鋼絲到指定位置,松開(kāi)鋼絲。這當(dāng)然不是唯一解決方案,比如也可以使導(dǎo)向機(jī)構(gòu)夾住鋼絲送到工作臺(tái), 然后再返回。這樣的設(shè)計(jì)都是偏向于穩(wěn)定的,鋼絲的質(zhì)量問(wèn)題不會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行。
(, 下載次數(shù): 387)
       2 直驅(qū)化設(shè)計(jì)
       直驅(qū)就是直接驅(qū)動(dòng)(Direct Drive),常見(jiàn)的直線馬達(dá),直驅(qū)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)都是直驅(qū)理念的典 型應(yīng)用。就像直線馬達(dá)和直驅(qū)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)一樣,它們都是直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載,中間沒(méi)有任何傳動(dòng)部件,因此不但剛性好,動(dòng)態(tài)響應(yīng)高,且系統(tǒng)可靠性好。
       直驅(qū)化設(shè)計(jì)的理念是,在驅(qū)動(dòng)部件(如馬達(dá),氣缸,液壓缸)和執(zhí)行部件之間盡量減少 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣的好處機(jī)械系統(tǒng)趨向于簡(jiǎn)單,穩(wěn)定。
我曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè) PCB 板的傳板機(jī),當(dāng)時(shí)為了節(jié)約空間,我把硬限位塊設(shè)計(jì)成很細(xì)很長(zhǎng),為了保證限位塊運(yùn)行順暢,我還增加了一個(gè)mini 直線導(dǎo)軌為硬限位導(dǎo)向,在很遠(yuǎn)的地 方用氣缸驅(qū)動(dòng)細(xì)長(zhǎng)限位塊的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)設(shè)計(jì)節(jié)約空間的目的肯定是達(dá)到了,但是由于 mini 直線導(dǎo)軌很小,安裝螺絲更小,使用時(shí)螺絲經(jīng)常松動(dòng),穩(wěn)定性很差。后來(lái)痛定思痛,釋放了 一點(diǎn)空間出來(lái),將氣缸直接安裝在傳送軌道上,用氣缸的伸出桿直接當(dāng)做硬限位塊用,從此再也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題。
       我們?cè)趯W(xué)校里面學(xué)過(guò)很多種傳動(dòng)機(jī)構(gòu),比如連桿機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu),棘輪機(jī)構(gòu)。從技術(shù)上 來(lái)說(shuō)這當(dāng)然都是很好的東西,技術(shù)含量也很高,設(shè)計(jì)這樣的機(jī)構(gòu)很能體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的能力。但是,很多從事自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)和設(shè)計(jì),尤其是非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)的朋友都知道,在現(xiàn)實(shí)應(yīng) 用中,設(shè)備的穩(wěn)定性是首要的,不穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)沒(méi)有用戶愿意買單。直驅(qū)化設(shè)計(jì)能大大提高設(shè) 備的穩(wěn)定性。
       當(dāng)然我們也必須清楚,在復(fù)雜運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合,直驅(qū)化設(shè)計(jì)意味著要采用復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制技術(shù), 這當(dāng)然會(huì)造成設(shè)計(jì)成本的大幅增加,如何在穩(wěn)定型和成本之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)也是設(shè)計(jì)者需要培養(yǎng)的能力。
       3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
       作為一個(gè)設(shè)計(jì)者,很多時(shí)候我們都會(huì)面臨兩個(gè)難題:一是設(shè)計(jì)任務(wù)中有沒(méi)有遇到過(guò)的部 分;二是設(shè)計(jì)任務(wù)有明確的時(shí)間要求,有時(shí)甚至是緊迫的時(shí)間要求。時(shí)間的緊迫性只允許我們進(jìn)行一輪設(shè)計(jì)驗(yàn)證。這種情況下,我們必須在一次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE Design of Experiment) 中找到最佳方案,或者退而求其次,找到可接受的方案。
       如果一次試驗(yàn)設(shè)計(jì)沒(méi)有得到可接受的方案,后果是可想而知的。如何才能確保一次試驗(yàn) 設(shè)計(jì)就能找出可接受的方案呢?方法就是增加試驗(yàn)因子和水平,其實(shí)就是增加測(cè)試的數(shù)量。說(shuō)白了就是花錢買時(shí)間。
       記得有一次我接到一個(gè)處理超黏流體的設(shè)計(jì)任務(wù),而且時(shí)間比較緊迫。現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是我對(duì) 超黏流體沒(méi)有任何概念,匆匆了解樣品之后,我就開(kāi)始設(shè)計(jì)。所有需要接觸流體的零件我都至少設(shè)計(jì)了一種備用方案。關(guān)鍵部分全部從設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu),不同粗糙度,不同直徑,不同 材料甚至不同倒角的各種零件。樣機(jī)零件的數(shù)量是實(shí)際設(shè)備零件數(shù)量的好幾倍。雖然這樣做 材料成本很高,但是我的確是在沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)的情況下,一次設(shè)計(jì)中就得到了一個(gè)非常理想的結(jié)果。
       實(shí)際工作中,我們的設(shè)計(jì)任務(wù)未必那么極端,但是對(duì)不確定的部分進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)往往能 有效縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

       以上是我在以往的設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)小結(jié),希望對(duì)你有所啟發(fā)。


作者: 余余余l(xiāng)in    時(shí)間: 2018-1-19 11:26
很好謝謝
作者: liushaobo1989    時(shí)間: 2018-1-19 11:39
   樓主用過(guò)怎樣靠仿真來(lái)提高成功率可靠性嗎?
作者: y0221120    時(shí)間: 2018-1-19 12:03
我感覺(jué),仿假的多,仿真的少。對(duì)單個(gè)零件或者結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的裝配提,拿來(lái)仿仿還行。對(duì)于大型設(shè)備,邊界條件太多了,結(jié)果太不可信。對(duì)于研究機(jī)構(gòu)可以那么搞,企業(yè)不行。

作者: 受不了了    時(shí)間: 2018-1-19 12:41
3個(gè),你這總結(jié)得太簡(jiǎn)單了吧,我隨便跟你列幾個(gè),零配件采購(gòu)周期,貨源,價(jià)格,材料,加工,裝配,調(diào)試,運(yùn)輸,安裝,使用,安全,維修,售后,兼容,通用,可靠,耐用,升級(jí).....嗯,關(guān)鍵是這設(shè)備可能最終試驗(yàn)下來(lái)還不成功
作者: 薄路章Luke    時(shí)間: 2018-1-19 13:10
很好謝謝
作者: 游隼zbp    時(shí)間: 2018-1-19 13:41
學(xué)習(xí)了,太厲害了,牛牛牛
作者: 原本初    時(shí)間: 2018-1-19 14:01
漲經(jīng)驗(yàn)了
作者: 游隼zbp    時(shí)間: 2018-1-19 15:38
值得學(xué)習(xí)
作者: kun_sleepy    時(shí)間: 2018-1-19 16:50
學(xué)習(xí)了
作者: xiaobing86203    時(shí)間: 2018-1-19 18:29
方案設(shè)計(jì)在前期跟工藝過(guò)程關(guān)系較大,但設(shè)備的穩(wěn)定性還靠細(xì)節(jié)了。
作者: 菜鳥(niǎo)可做菜    時(shí)間: 2018-1-19 19:12
仿真驗(yàn)證可行嗎
作者: 一展刀鋒    時(shí)間: 2018-1-19 22:42
很多從事自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)和設(shè)計(jì),尤其是非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備設(shè)計(jì)的朋友都知道,在現(xiàn)實(shí)應(yīng) 用中,設(shè)備的穩(wěn)定性是首要的,不穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)沒(méi)有用戶愿意買單

整個(gè)總結(jié)很好,樓主用心了,謝謝
作者: 王宏安75    時(shí)間: 2018-1-19 22:48
說(shuō)得好,有見(jiàn)識(shí)
作者: HappySk_qZ3f7    時(shí)間: 2018-1-20 10:57

作者: 未來(lái)第一站    時(shí)間: 2018-1-20 17:21
學(xué)習(xí)了。
作者: 陳小困    時(shí)間: 2018-1-20 17:21
liushaobo1989 發(fā)表于 2018-1-19 11:39
樓主用過(guò)怎樣靠仿真來(lái)提高成功率可靠性嗎?

我感覺(jué),仿假的多,仿真的少。     哈哈^_^


作者: 陳小困    時(shí)間: 2018-1-20 17:23
受不了了 發(fā)表于 2018-1-19 12:41
3個(gè),你這總結(jié)得太簡(jiǎn)單了吧,我隨便跟你列幾個(gè),零配件采購(gòu)周期,貨源,價(jià)格,材料,加工,裝配,調(diào)試,運(yùn) ...

你這言簡(jiǎn)意賅啊

作者: 島城烈鳥(niǎo)    時(shí)間: 2018-1-20 17:59
知識(shí)面的延伸
作者: 閆書亞    時(shí)間: 2018-1-21 10:30
相互交流,學(xué)習(xí)了
作者: 黎工6605    時(shí)間: 2018-1-21 20:45
很好,謝謝。
作者: 韓良佐    時(shí)間: 2018-1-22 08:44

感謝分享
作者: Jack633011    時(shí)間: 2018-1-22 08:49
感謝分享
作者: unsan    時(shí)間: 2018-1-22 10:08
                      感謝
作者: 那一抹星空    時(shí)間: 2018-1-22 11:38
謝謝
作者: 延陵    時(shí)間: 2018-1-23 08:30
學(xué)習(xí)了

作者: XT52000    時(shí)間: 2018-1-23 16:58
樓主拿自己切身經(jīng)驗(yàn)同大家分享,真的是非常感激,也非常認(rèn)同你的觀點(diǎn)。謝謝!
作者: yurizjx    時(shí)間: 2018-1-23 19:14

很好謝謝
作者: 執(zhí)筆    時(shí)間: 2018-1-24 10:55

學(xué)習(xí)了
作者: 三四級(jí)西北風(fēng)ZL    時(shí)間: 2018-1-24 10:58
總結(jié)的很好,謝謝!
作者: 左手會(huì)跳舞    時(shí)間: 2018-1-24 11:24
學(xué)習(xí)
作者: 劉洋ly    時(shí)間: 2018-1-24 13:24
LZ肯分享自己經(jīng)驗(yàn),真是好人啊
作者: 1982616577    時(shí)間: 2018-1-24 23:10
謝謝
作者: 工藝林    時(shí)間: 2018-1-25 09:14
專業(yè)、專注、精益求精

作者: 春至秋依舊    時(shí)間: 2018-1-25 20:35
感謝樓主的分享。受教了
作者: Yong_gl4vL    時(shí)間: 2018-2-3 18:55
漲經(jīng)驗(yàn)了,感謝樓主分享
作者: oiucmiw    時(shí)間: 2018-2-5 11:24
學(xué)習(xí)了
作者: 唐朝詩(shī)人    時(shí)間: 2018-2-25 21:17
學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)
作者: yykkqq1990    時(shí)間: 2018-2-26 09:22
很精辟

作者: jzran    時(shí)間: 2018-5-9 09:06
受益匪淺,感謝。
作者: hcczcc@qq.com    時(shí)間: 2018-5-9 10:33
寫的真好
作者: Lsw_dVz2Z    時(shí)間: 2018-7-3 08:38
mark
作者: 花不完    時(shí)間: 2018-7-3 08:56

作者: Jeffpang    時(shí)間: 2018-7-3 18:00
好文,學(xué)到了,謝謝分享經(jīng)驗(yàn)
作者: Argot    時(shí)間: 2018-8-9 17:06
人家問(wèn)的是用仿真軟件仿真可以嗎?樓主直接回答錯(cuò)誤,顯然他并不會(huì)使用主流的一些仿真軟件。
作者: Argot    時(shí)間: 2018-8-9 17:13
實(shí)際上,現(xiàn)在很少有新的設(shè)計(jì)需要我們?nèi)プ觯蠖际且恍┘蛹訙p減的東西,即便真的上面出任務(wù),也絕不會(huì)給一個(gè)人去做,而是一個(gè)團(tuán)體,每個(gè)人對(duì)于各個(gè)部分的了解程度都各有高低,各自發(fā)揮所長(zhǎng),小的廠家也不會(huì)有什么特別復(fù)雜的設(shè)計(jì)。也見(jiàn)過(guò)一些年紀(jì)不小的自稱設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)師,他們連基本的機(jī)械機(jī)構(gòu)都搞不清楚,還能說(shuō)些什么。
作者: sf-1224    時(shí)間: 2018-8-9 22:44
寫的非常好!學(xué)習(xí)了!
作者: 建名    時(shí)間: 2018-8-11 19:45

很好謝謝
作者: buyu2011    時(shí)間: 2018-8-12 10:19
謝謝大佬
作者: ybwwby    時(shí)間: 2018-8-12 10:54
學(xué)習(xí)了,謝謝!
作者: 姜先森    時(shí)間: 2018-8-12 13:18
學(xué)習(xí)
作者: wupeng594182681    時(shí)間: 2018-9-5 09:17
值得學(xué)習(xí)。。
作者: 文刀ala    時(shí)間: 2018-9-5 09:55
謝謝分享
作者: 紅偉92    時(shí)間: 2018-9-5 11:19
多謝
作者: ozc1352    時(shí)間: 2018-9-6 09:49
謝謝分享
作者: lostlf    時(shí)間: 2018-9-11 13:43
很好謝謝


作者: lkw010101    時(shí)間: 2018-9-11 15:14
漲經(jīng)驗(yàn)
作者: 來(lái)個(gè)結(jié)構(gòu)    時(shí)間: 2018-9-12 08:29
學(xué)習(xí)
作者: LIUYASHAN    時(shí)間: 2018-9-17 10:40
總結(jié)起來(lái)都可以歸納為穩(wěn)定性設(shè)計(jì),穩(wěn)定性設(shè)計(jì)本來(lái)就應(yīng)該是設(shè)計(jì)最先考慮的。機(jī)臺(tái)不穩(wěn)定用起來(lái)簡(jiǎn)直就要崩潰
作者: 深海迷航    時(shí)間: 2018-9-17 10:58
感謝樓主,受教了~
作者: 小明哥    時(shí)間: 2018-9-24 14:37
感謝樓主分享的寶貴經(jīng)驗(yàn)
作者: xiangrikuib11    時(shí)間: 2018-9-29 09:12
牛牛牛

作者: didodo777    時(shí)間: 2018-9-30 08:41
多謝樓主分享
作者: wx_Su6N6zuQ    時(shí)間: 2019-8-21 17:44
總結(jié)的還是有道理的,做一些標(biāo)準(zhǔn)機(jī)可以用。
作者: 龍御滄_tMl07    時(shí)間: 2019-8-22 12:19
長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)了
作者: 龍御滄_tMl07    時(shí)間: 2019-8-22 12:29
學(xué)習(xí)了
作者: 神經(jīng)仙女z    時(shí)間: 2019-8-22 15:15
學(xué)習(xí)了




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