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首次揭秘足球竞彩投注app哪个好的工作内幕,内含绝密项目,千万别外传

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1#
发表于 2019-11-3 10:47:15 | 只看该作者 | 只看大图 回帖奖励 | 倒序浏览 | 阅读模式
本帖最后由 罗罗日记 于 2019-11-3 10:55 编辑

罗罗,机械设计到底设计的什么?


你这个问题太大了,我回答不了。


不过,我觉得,如果你了解设计流程,多半会知道设计内容。


那你先给我说说,设计流程是怎么样的?


没问题。

机械设计

项目刚开始的时候,最需要弄清楚的,是工艺。


因为了解工艺后,才能对设备的运作方式有整体的认识。


需要注意的是,这里所说的工艺,不是零件的生产工艺,而是机器或者生产线,需要实现的工艺。


比如,是实现自动切菜,还是自动上菜?


是实现物料的搬运,存储?还是实现自动分拣打标?


是实现自动印刷?还是自动校准固胶等?


客户要完成的工艺是什么?
为什么这么说呢?


因为这是客户最直接的需求。


弄清楚工艺,也就是弄清楚客户的需求,需求决定解决方案。


无论做什么,卖产品也好,卖服务也好,第一件事情,是了解客户需求,甚至以客户的身份,深度体验购买过程,剖析并深挖客户需求。


比如,你在朋友圈卖石榴,在电商平台卖手机,在本地服务平台做清洁服务等,其实都是在满足客户的需求。


卖石榴满足客户的营养,健康,口感,送礼等需求。卖手机满足客户的拍照,沟通,获取信息,娱乐,甚至创作等需求。做清洁服务,满足客户的卫生,健康,节省时间等需求。


当然,在广告语上,往往只强调一个点,以突出卖点,锁定特定的客户,定位也更为清晰。例如,现在很多品牌手机,只强调拍照功能。

好了,我们回到正题。


了解和分析工艺这一步,需要多跟客户沟通。


往往,客户会随着沟通的深入,不断增加新的需求,或者更新需求。


比如,2年前,给英特尔做项目时,前期沟通了好几个月,他们陆陆续续地提出新的要求。


而且,更严苛的是,他们还参与全程开发过程,以最大限度地掌控进度和质量。


例如,从方案到概念再到具体设计,从生产到装配再到测试,整个项目开发过程中,项目进行到哪里了,遇到什么问题,问题的解决方案是什么,每一周都要更新状态,直到项目交付。


强悍吧。


不过想来也理解,人家是客户,有啥要求,我们就要满足,毕竟客户第一。


说远了,继续回到工艺。


一台设备,或者一个工作站,往往核心工艺只有一两个,其他的大部分是辅助功能,像物料传送,定位,夹紧,图像识别等。


比如,最近做的等离子清洗机。


核心工艺,就是对车载相机的镜头和传感器沾合前,做对应粘合面清洗。


因为数据表明,经过清洗后,水滴角(水在平面上的张角)可明显减小,从原来的78度较小到24度,粘合力显著提高,有助于密封和粘合的可靠性。


正是因为有这个工艺要求,所以才开发设备,而此机的核心工艺就是等离子清洗,其他的,就是物料的传输,定位,物料识别等功能。


比如,前段时间的连杆推动机构《如何用连杆机构,把水平运动转为垂直运动?含案例剖析》,就属于物料传送模组。


再比如,上次在文中提到的,150毫米气缸推动轴(参见《Rc1/8,G3/4,NPT1/4的含义是什么?BSPT,NPT,Rc,G等螺纹又有什区别?》),属于尾气处理系统的一部分。


这个处理系统,包括推动轴和真空抽气装置,臭氧分解器及50毫米大管径先导阀控制气路等,都属于辅助功能模组。

抽气装置大管径先导阀控制气路

当然,设备的工艺,往往涉及多个动作和复杂的时序。


这个时候,需要用PPT,或者时序表,把每一步动作表示出来,特别是时间上的分配,和动作衔接,这有利于后续方案选择,电机计算等。


关于动作的表示,我有一个简单的例子,其实也是之前在文中提到过,叫《测头更换流程》,在我公众号后台回复"测头",即可下载PPT。


当然,实际的动作,还会加入运动时间,以及停留时间,并以此为依据,计算出各个电机的均方根扭矩和最大扭矩。


且知道整个流程消耗的时间后,便可计算出整机的生产效率,如果不满足要求,那么就需要调整每个动作的时间分配,直到满足要求。


到这里,我们明白了工艺为先的重要性。


了解并分析工艺后,那么下一步呢?


下一步,满足工艺要求的方案有哪些?

满足工艺要求的方案有哪些?


其实就是做方案对比和选择了。


这里所说的方案,包含两部分,一部分是整体的方案,可以说是整体概念设计,另一部分是功能模块的方案设计。


其实,在做整机布局的时候,就已经开始思考,整机需要哪些功能,实现哪些动作,用什么模组来分解动作,动作的先后顺序等问题。


等离子清洗机部分模块

比如,在等离子清洗机上。


需要Z升降平台,把镜头物料盘输送到中间传送带(由连杆机构踢出物料盘),然后中间传送带整体移动,把镜头输送到工作平台上,工作平台上有定位和夹紧机构,平台可以做直线运动,把物料传送到拾取头下方,拾取头拾取并翻转180度,把镜头送到等离子清洗头下方,等待做清洗。


清洗完成,需要把镜头放回物料盘,每一次取放之前,需要相机拍照定位,并且判断物料盘中对应的凹槽里是否有镜头,等等功能,在整体方案阶段,这些功能就确定了。


做方案的时候,可以先不忙画三维模型,更多的是用草图,简单的块视图,和表格等表示,以避免产生过多的无用功。


视图表达运动轴和重要的结构,以及大概的布局等。


例如,我之前在《如何用连杆机构,把水平运动转为垂直运动?含案例剖析》中分析方案时,都是用块视图表达概念。


还记得多年前,曾经的老板用PPT块视图,画了一台机。


而表格,则列出重要的参数,比如行程,速度,动作时间,推力等信息,这些信息大部分都是从工艺分析得来的,到后期,会构成模组和设备的设计参数。


当然,整体布局可能只是一个大体方向,在具体三维布局时,可能会做一些调整,因为还涉及到模组之间的交接,空间细节分配等问题。


同时,方案可能会讨论很多次,更新很多次,最后挑选最好最合适的。


这样,整体概念就有了。


整体概念有了,那接下来呢?


整体方案差不多了,就开始分配具体的子模组了。


这个时候,需要把动作分配到不同的模组,通过相互配合,来实现需要的功能。


从刚刚说的工艺分析和整体概念设计,就得到了子模组的设计需求,比如行程,载荷,速度,位置检测等。


每一个功能模块,一般会做几个方案,结合重点考虑因素,比如精度,行程,载荷,空间,可靠性,刚性,成本等因素综合选择。


不同的因素,在不同的应用里重要程度不同,可以自己给这些因素打分,做加权评估来选择。


用加权法评估方案
如果在行业内,已经有竞争对手在做这件事(一般都会有,因为现在的市场都非常细分),那么,方案阶段,也会分析竞争对手的做法。


看看他们是如何设计的,有哪些好处,值得学习的地方,可以借鉴。


比如,我在《记三坐标测量机设计经历》,和《机器人末端的快换装置,有哪些设计要点?》中,有考察对手的做法。


可以说,向对手(有时是供应商)学习,是非常好的一个学习思路,可以迅速找到重点。


其实,我发现,不只是在设计上会考察对手,在其他很多领域里,都会有类似的思维模式。


比如,在产品定位,在营销获客,在客户后端价值开发等方面,都有拆解对手这一思想。


例如,你想通过朋友圈卖橘子,首先你要对自己做一个定位,你是单纯卖橘子,还是卖健康,还是卖个人品牌等,不同的定位做法不一样,因为这决定了你客户群体,也间接对客户做了一个定位。


期间,需要收集一批竞争对手,比如收集10个,看看他们如何定位的,如何对外传播的,你如何区别于他们,优势是什么,这就要充分考察对手,并做自我剖析。


扯远了,我们回到子模组的设计上。


子模组的设计,往往就会探讨得更为具体了。比如,动作的实现方式,驱动方式,传动方式,动作或者位置的检测,定位方式,布局的维护方便性等。

模块设计


更为具体的,就是电机,气缸,导轨,传感器等标准件的计算,选择,空间布局等。


选择并布局好了标准件,接下来就是零件设计。


零件设计主要是结构设计,涉及选材,刚性,散热,可加工性,安装便捷性等问题。


比如,对于刚性的考虑,需要在确定负载,精度,分辨率等控制参数后,得到运动轴的最小设计频率。


或者用经验公式2πf=√(Acceleration/Error),来估算系统需要的频率。

系统频率估算公式

例如,系统能够达到的加速度是10m/s^2,系统要求的误差是0.1mm=0.1*10^-3m,那么系统需要做到的最小频率为f=[√10/(0.1*10^-3)]/(2*3.14)=50.4Hz。


以得到的频率为依据,做满足刚性的结构,通常就需要做模态分析,看频率分布如何,如果关心的方向自然频率太低,那么就要加强刚性。


同时,对于高精度,一般也需要做误差分析,特别是有悬臂结构的时候,更需要结合结构刚性,分析误差。


我举一个例子,之前做过一个抓子,这个抓子安装在机器人UR5末端关节上,抓取的物料是矩形塑料盘。


因为物料盘可能堆叠,所以只能从上方抓取,而真空抓取可用的面积非常小,且不太可靠,所以决定用机械方式抓取,而底部只有四个角落处有开口,所以只能从这里入手。


设计概念如下图,通过电机驱动中间的粉红色轴,进而驱动偏心轮,偏心轮上的滚轮推动抓子做直线运动,实现抓放功能。


抓子设计概念图


抓子误差分析
误差分析如上图。


因为盘子可能堆叠15片,所以盘子本身可能是倾斜的,抓取的位置只能是盘子两侧的开口,开口宽度25.4毫米,高度非常有限,只有2.54毫米,这就意味着,抓子要伸进这2.54毫米里面去抓取。


因为抓子相对于机器人末端关节,是悬臂结构,所以抓子结构刚性,机器人定位误差,视觉定位,加工装配等,都会引入误差,这些误差加上抓子的厚度,必须要落入这2.54毫米里面,要求还是挺高的。


所以当时有一个误差分配。


物料误差:0.6mm,因为物料盘是行业标准,所以无法改变。


机器人重复定位误差:0.1mm。因协作机器人是采购的,定位精度和重复性误差已确定(关于二者的区别,可以参考《分辨率,定位精度,重复定位精度三者之间有什么关系?》),所以无法改变。


视觉定位误差:0.1mm,可以通过算法优化实现。


刚度误差:0.2mm,可以结构优化实现。


加工装配误差:0.2mm,提要求,可以做到。


这些误差总和最大可能达到1.2mm,这就意味着抓子在进入物料时,上下间隙只有(2.54-1.2-T)/2mm,其中T表示抓子厚度。


如果要保证上下至少0.5毫米的间隙,那么抓子厚度,最大只能做到0.34毫米。


要想再厚的话,就只有压缩刚度误差,视觉定位误差,或者加工装配误差,不然,抓子卡住的风险就很高了。


所以,后来通过刚性加强,算法优化,公差控制,装配指引等控制好误差,才通过试验测试。


好开心,OK。

等模组主体结构做得差不多了,还需要考虑模组的电线如何布置。


通常会在电元件附近用中间接头断开一次,然后对接接头再接到控制器,电源等接口处。


例如,通常的电机,传感器,电磁阀等,中间插头放置在对应元件附近,方便元件损坏时,快速更换。


另外,对于编码器等重要信号,还有抗电磁干扰等考虑,所以一般用屏蔽接头,屏蔽电缆。


同时,对于气动方面,气路设计是怎么样?是否加减压阀?是否加真空传感器?这些元件放置在哪里?等等问题,都需要弄清楚。


等子模组都设计得差不多了,会重点考虑两个事情。


第一,需要定义模组之间,模组和机器安装板之间的装配关系,以及校调方式。


对于高速高精度运动,往往模组和整机,或者机架,还需要做CAE分析,看模态分布,低频出现在哪一阶,以此为依据,来加强某个方向的刚性。


第二,模组设计得差不多了,就需要考虑整机的电配置了,有多少电机,多少传感器,多少编码器,多少电磁阀,电子原件编号是多少等。


把这些信息汇总到一个表格里,方便管理,也方便部门之间的沟通协作,特别是和做控制,做电路的同事沟通。并以这个列表,来决定系统上用多少控制器,多少功率的电配置等。


同时,需要考虑机器的电箱和PC如何布置,电线如何走到电箱,插头容易插拔吗,空间是否足够等问题。


这些都影响到机器的机架设计,很多时候,都会因为电箱的布局,调整机架设计。


到这里,基本就是细节设计快完成的时候了。


这个时候,还有很重要但是常常被忽略的一件事,就是 分析各个模组可能的失效形式。


以及失效后有什么影响,如何从设计上减小失效的概率等,也就是大家常说的DFMEA。


这就要结合模组原理和采购件的失效形式来判断。


比如,使用同步带驱动时,那么,有可能的失效形式是同步带断掉,需要加位移传感器,来检测驱动是否到位。如果断掉,设计上要做到方便快速地更换,以免耽误生产。


再比如,使用线性马达驱动时,如果太靠近高温热源,那么,磁铁有可能会退磁,导致马达坏掉,驱动不了。这个时候,需要考虑做冷却,或者隔热处理等。


还有一些重要的电部件的电缆,比如相机数据传送线,传感器等的信号线,有最小弯曲半径要求,一般至少是电线半径的10倍,例如电线直接6毫米,弯曲半径最小30毫米,如果设计得太小,内应力会使得使用寿命大打折扣,特别是当它被设计成运动线,循环应力会导致疲劳,很快线芯就断了,应当避免,可以设计成比较大的弯曲半径,比如15倍线半径。


如果设计时满足最小弯曲半径要求,但是用久了,还是有可能会断掉,那么就需要更换电线或者部件,就要考虑更换的方便性,空间可操作性等。


最后,等结构设计完成,电路设计完成,气路设计完成,各种电和气元件摆放好,还需要做一些电和气元件的支撑件和安装件等。


同时,在各个模块设计好后,还需要做机器盖子,门板,还有机器外观设计等。


其中,动门设计需要有安全锁,比如门一打开,里面的运动模块就停下,以保证操作人员的安全。


等等,等等,还有很多内容。


但是我发现,我已经严重超出篇幅了。


所以,先说到这里,更多的内容,以后再细说。


最后总结一下,有一个问题列表,基本上就是按照流程,去解决这些问题。


1. 客户要完成的工艺是什么?


2. 满足工艺要求的方案有哪些?包括整体方案和模块方案。


3. 竞争对手是怎么做的?


4. 我们用哪种方案,为什么?从精度,载荷,行程,可靠性,可加工性,成本,刚性,强度,复杂程度,占用空间,重量,等方面综合比较。


5. 整机整体上有哪些动作?被分成哪些子模组?需要光学定位,成像分析等模块否?


6. 各个模组有哪些动作?动作的先后顺序是什么?动作和停留时间是多久?


7. 各个模组用什么原理实现?用滚珠丝杆等标准设计,还是凸轮,楔形块,连杆等自由设计?


8. 驱动用电机还是气缸?多大电机或者气缸?电机的扭矩余量是多少?气缸的推力或者扭矩余量是多少?


9. 传动用什么?齿轮齿条,滚珠丝杠,同步带,减速器等的选择,满足精度要求吗?满足受力,扭矩或者寿命要求吗?余量是多少?


10. 导向用什么?直线导轨,交叉滚柱,衬套,滑板,还是自己设计的低摩擦导轨?精度和受力,作用力矩够吗?余量是多少?寿命是多久?


11. 结构件的设计刚性足够吗?怎么加工?成本可接受吗?如何改进可以使得成本更低?


12. 关键结构的频率是多少?满足控制频率要求吗?如何加强刚性?


13. 模组上的电线电流够用吗?需要电磁屏蔽吗?如何布局线缆,弯曲半径够吗?方便更换电元件吗?


14. 各个模组,可能有哪些失效形式?失效后有什么影响?原因是什么?设计上如何改进?


15. 模组怎么装配,装配指引是怎么样的?怎么拆卸?


16. 模组之间怎么校调,怎么连接的?连接后的刚性够吗?前几阶模态频率是多少?


17. 整机的电缆如何布局?插拔方便吗?


18. 从模组和整机来看,如何做易损件的更换?空间足够吗?操作方便吗?


19. 对于关键交互模组,系统误差分配是怎么样的?


20. 哪些设计需要做测试验证?如何简单验证,验证的关键结果是什么?


21. 在装机之前,模组需要做哪些测试?有准备好测试项目列表吗?测试的内容和数据,满足哪些要求才算通过?


等等。


相关阅读:

1.《如何用连杆机构,把水平运动转为垂直运动?含案例剖析》

2.《Rc1/8,G3/4,NPT1/4的含义是什么?BSPT,NPT,Rc,G等螺纹又有什区别?》

3.《记三坐标测量机设计经历》

4.《机器人末端的快换装置,有哪些设计要点?》

5.《分辨率,定位精度,重复定位精度三者之间有什么关系?》



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ngn + 1 问题描述清楚,显得很专业!
三叶林 + 1 问题描述清楚,显得很专业!
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2#
发表于 2019-11-3 11:10:36 | 只看该作者
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3#
楼主 | 发表于 2019-11-3 11:24:24 | 只看该作者
|start_00000000发表于 11-03 11:10哥,我想知道这些是你的原创吗? 还是转贴?
历时一个月,绝对只出原创,可关注我公号:罗罗日记,我在公号首发

点评

真心佩服!敬仰! 发表于 2019-11-5 08:59
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发表于 2019-11-3 11:28:40 | 只看该作者
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楼主 | 发表于 2019-11-3 11:40:27 | 只看该作者
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发表于 2019-11-3 15:52:43 | 只看该作者
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发表于 2019-11-3 16:12:59 | 只看该作者
楼主属我同类
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楼主 | 发表于 2019-11-3 16:38:00 | 只看该作者
[握手]
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