ในสภาพแวดล้อมด้านวิศวกรรมและงานวิจัยที่แม่นยำ แอปพลิเคชันในห้องปฏิบัติการมักจะกำหนดข้อกำหนดที่แตกต่างจากเครื่องจักรกลอุตสาหกรรมมาตรฐาน โครงการวิจัยและพัฒนา (R&D) ระดับมหาวิทยาลัยเมื่อเร็วๆ นี้ในแคนาดา มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาระบบการเคลื่อนที่เชิงเส้นขนาดกะทัดรัดที่ไม่เพียงแต่ต้องการการวางตำแหน่งที่แม่นยำเท่านั้น แต่ยังต้องการความเสถียรของวัสดุในระยะยาวภายใต้สภาวะในห้องปฏิบัติการอีกด้วย
กรณีศึกษาฉบับนี้สรุปกระบวนการประเมินทางวิศวกรรมเบื้องหลังการเลือกใช้ รางนำเชิงเส้นขนาดเล็กสแตนเลส MGN12Cและอธิบายว่าเหตุใดจึงเลือกการกำหนดค่านี้เป็นส่วนประกอบหลักของการเคลื่อนที่สำหรับโครงการ
เช่นเดียวกับแอปพลิเคชัน R&D จำนวนมาก ระบบยังอยู่ในขั้นตอนการตรวจสอบความถูกต้องในระยะแรก ซึ่งเน้นย้ำถึงความสามารถในการปรับตัว ความน่าเชื่อถือของวัสดุ และความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุด
ข้อกำหนดทางเทคนิคหลักที่ทีมวิศวกรรมระบุไว้ ได้แก่:
มุมมองทางวิศวกรรม:
ในอุปกรณ์อัตโนมัติในห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์วิจัย ความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมมักส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในระยะยาวมากกว่าพิกัดการรับน้ำหนักเล็กน้อย แม้ว่าเหล็กแบริ่งอาจมีความแข็งสูงกว่า สแตนเลส มักเป็นที่ต้องการในสภาพแวดล้อม R&D เพื่อลดความเสี่ยงของการกัดกร่อนและการเสื่อมสภาพของพื้นผิวในช่วงรอบการทดสอบที่ยาวนาน ความกว้างราง 12 มม. ของซีรีส์ MGN12 แสดงถึงความสมดุลที่ใช้งานได้จริงระหว่างความแข็งแกร่งและขนาดกะทัดรัดสำหรับระบบความแม่นยำบนโต๊ะทำงาน
ในระหว่างขั้นตอนการประเมิน ทีมวิศวกรรมได้เปรียบเทียบตัวเลือกแคร่ทั่วไปสองแบบภายในซีรีส์ MGN12: MGN12H (แคร่ยาว) และ MGN12C (แคร่สั้น).
| เกณฑ์การประเมิน | MGN12H (แคร่ยาว) | MGN12C (แคร่สั้น) | การประเมินทางวิศวกรรม |
|---|---|---|---|
| ความสามารถในการรับน้ำหนักที่กำหนด | สูงกว่า | มาตรฐาน | น้ำหนักในห้องปฏิบัติการค่อนข้างต่ำ ตัวเลือกทั้งสองแบบเพียงพอ |
| ความยาวของแคร่ | ยาวกว่า (ค่าทั่วไป ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า) | สั้นกว่า (ค่าทั่วไป ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า) | บล็อกที่ยาวกว่าช่วยลดความยาวช่วงชักที่มีประสิทธิภาพ |
| ความยืดหยุ่นของรูปแบบ | จำกัด | สูง | บล็อกสั้นช่วยให้เว้นระยะห่างและปรับรูปแบบได้ดีขึ้น |
| ความแข็งแกร่งของโมเมนต์ | ดีเยี่ยม | ดี | แคร่สั้นหลายตัวให้ความแข็งแกร่งโดยรวมเพียงพอ |
| การตัดสินใจขั้นสุดท้าย | ไม่เลือก | เลือก | MGN12C เหมาะสมกับข้อจำกัดของระบบมากกว่า |
แม้ว่า MGN12H จะให้พิกัดการรับน้ำหนักแต่ละรายการที่สูงกว่า แต่การตรวจสอบรูปแบบระบบโดยละเอียดแสดงให้เห็นว่าความยาวของแคร่เพิ่มเติมจะจำกัดการเดินทางที่ใช้งานได้โดยไม่จำเป็น แคร่ MGN12C (Type C) ให้ความสามารถในการรับน้ำหนักที่เพียงพอสำหรับการใช้งาน ในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่นในการวางแคร่มากกว่าอย่างมาก
การตัดสินใจนี้สะท้อนให้เห็นถึงหลักการทางวิศวกรรมทั่วไปในการออกแบบระบบ R&D: การเลือกส่วนประกอบตามความเหมาะสมของระบบโดยรวมมากกว่าข้อกำหนดเฉพาะสูงสุดแบบสแตนด์อโลน
การกำหนดค่าตัวอย่างรางสั้นช่วยให้ทีมวิจัยสามารถตรวจสอบความแม่นยำในการประกอบ ความราบรื่นของการเคลื่อนที่ และพฤติกรรมของวัสดุก่อนที่จะดำเนินการกับระบบความยาวเต็มรูปแบบ
ในขณะที่เขียนนี้ คำสั่งซื้อตัวอย่างได้รับการยืนยันและมีกำหนดการสำหรับการประเมินเบื้องต้น การทดสอบประสิทธิภาพที่ครอบคลุมและการประเมินความน่าเชื่อถือในระยะยาวมีกำหนดไว้หลังจากช่วงวันหยุดปีใหม่ ผลลัพธ์จากขั้นตอนนี้จะเป็นตัวกำหนดการใช้งานระบบเต็มรูปแบบขั้นสุดท้าย
จากโครงการนี้ สามารถสรุปข้อสรุปทั่วไปหลายประการสำหรับระบบการเคลื่อนที่ของมหาวิทยาลัยและงานวิจัยได้:
