Kui pöörleval sõlmel on väga vähe aksiaalset ruumi, on tavaline silindriline libisemisrõngas sageli liiga kõrge, et mahutada paneeli taha, robotliigendisse või pöördlaua alla. Pannkoogi libisemisrõngas lahendab selle, asetades juhtivad rajad plaadile, hoides paigalduskõrguse madalal, edastades samal ajal võimsust, juhtsignaale ja andmeid statsionaarsete ja pöörlevate külgede vahel.
Selles juhendis selgitatakse, mis on pannkoogi libisemisrõngas, kuidas see kapslist erineb, läbi -ava ja trumli kujunduse, millised spetsifikatsioonid on enne tellimist kõige olulisemad ja millalkohandatud libisemisrõngason parem vastus kui tavaline osa.
Mis on pannkoogi libisemisrõngas?
Pannkoogi libisemisrõngas on lame pöörlev elektripistik. Selle asemel, et asetada juhtivaid rõngaid piki pikka silindrilist korpust, asetsevad juhtivad rajad kettakujulisel-kujulisel staatoril, kusjuures harjad puutuvad nendega rootori pöörlemisel kokku. Tulemuseks on väga lühike paigalduskõrgus ja suhteliselt suurem välisläbimõõt.
Näete sama tooteperekonna jaoks mitut nime ja need ei ole alati identsed:
- Pannkoogi libisemisrõngas- lameda plaadi paigutuse üldine tööstustermin.
- Lame libisemisrõngasvõiketta libisemisrõngas- kasutatakse vaheldumisi, rõhutades tavaliselt madalat-profiili.
- PCB libisemisrõngas- alamhulk, kus juhtivad rajad on söövitatud trükkplaadile. PCB ehitamine on pannkookide disainides tavaline, kuid tehniliselt on see tootmismeetod, mitte sünonüüm. Staatori konstruktsiooniga lähemalt tutvumiseks vaadake seda ülevaadetPCB staatorid pannkoogi libisemisrõngastes.
Elektriline funktsioon on sama, mis mis tahes muu libisemisrõngas: pidev toite või signaalide ülekandmine pöörleva liidese kaudu ilma kaabliteta. Mehaaniline kompromiss-on see, mis muudab pannkoogi disaini eriliseks -, see annab tagasi aksiaalse kõrguse ja nõuab vastutasuks radiaalset ruumi.
Millal peaksite pannkoogi libisemisrõngast kasutama?
Pannkoogirõngas on tavaliselt õige valik, kui kolm tingimust on samaaegselt reas:
- Süsteem vajab pidevat või korduvat pöörlemist.
- Kaablid ei tohi keerduda, väsida ega ümber telje keerduda.
- Paigalduskõrgus on piirav tegur, kuid radiaalset kliirensit on laiema komponendi jaoks piisavalt.
Kui esineb ainult üks või kaks neist tingimustest, siis teinelibisemisrõnga tüüpvõivad paremini teenida. Tüüpiliste kasutusjuhtude hulka kuuluvad roboti-otsa-tööriistad, pöörlevad indekseerimislauad kiirusega alla 100 p/min, kompaktsed automaatikaelemendid, kaamera- ja andurite platvormid, meditsiini- ja laboratoorsed pöörlevad seadmed, pakkimismasinad ja lameda paneeli taha peidetud pöördlauad.
Kas pannkoogirõngas sobib teie disaini jaoks?
| Disaini seisukord | Pannkoogi libisemisrõngas |
|---|---|
| Paigalduskõrgus alla 25 mm, radiaalne vahe 60 mm või rohkem | Hea sobivus |
| Pöörlemiskiirus alla umbes 250 p/min, pidev töö | Hea sobivus |
| Segatud madal{0}}pinge võimsus ja signaalid (CAN, RS-485, kodeerija) | Hea istuvus õige paigutusega |
| Pöörlemiskiirus üle 500 p/min või püsivad suured{1}}voolukoormused | Vaadake üle alternatiivid või taotlege kohandatud hindamist |
| Range radiaalne ruumipiirang, kuid aksiaalne kõrgus on helde | Ei sobi - kaaluge kapslit |
| Võlli või vedelikutoru jaoks on vaja suurt kesk{0}}ava | Ei sobi - kaaluda läbi-puur |
| Tugev vibratsioon, löök või karm suletud keskkond | Vajalik kohandatud hindamine |
Miks pannkookide libisemisrõngad säästavad aksiaalset ruumi?
Kompaktsetes masinates on aksiaalset kõrgust tavaliselt raskem reserveerida kui radiaalset laiust. Roboti randmel, pöörleval indeksaatoril või anduritornil võib pöörleva plaadi taga olla ainult 15–25 mm vertikaalset ruumi. 60–80 mm pikkune kapsel lihtsalt ei sobi. Sama vooluringide arvuga lame libisemisrõngas võib sellesse ruumi kukkuda, kuna kontaktteed on paigutatud väljapoole, mitte ülespoole.
See on ka põhjus, miks pannkoogi libisemisrõngad ilmuvad OEM-seadmetes sagedamini kui -üldotstarbelistes paigaldustes: osa on kujundatud ümber fikseeritud mehaanilise ümbrise, mitte vastupidi.
Kas pannkoogi libisemisrõngad edastavad energiat ja andmeid koos?
Jah, aga paigutus on oluline. Pannkoogi libisemisrõnga saab konstrueerida nii, et see kannaks sama sõlme alalisvoolu, vahelduvvoolu juhtimisahelaid, kodeerija tagasisidet, CAN-i, RS-485, USB 2.0 ja Gigabit Etherneti. Viga on selles, et kõiki ahelaid käsitletakse vahetatavatena. Nad ei ole.
| Vooluahela tüüp | Tüüpiline vahemik | Peamine disainilahendus |
|---|---|---|
| DC toide | 5–48 V, 1–10 A rõnga kohta | Rõnga laius, kontakttakistus, soojuse hajumine |
| Madala{0}}kiirusega digitaalsignaalid (CAN, RS-485) | Kuni ~1 Mbps | Keerdpaar{0}}marsruutimine, eraldamine toiterõngastest |
| Kodeerija tagasiside (inkrementaalne, absoluutne) | A/B/Z või SSI/BiSS | Diferentsiaalide paarid, varjestus, madal müratase |
| Kiire{0}}andmeside (Ethernet, USB) | 100 Mbps – 1 Gbps | Impedantsi juhtimine, spetsiaalsed kanalid, EMI isolatsioon - vaata meieEtherneti libisemisrõnga disainijuhend |
| Video (HD-SDI, analoog) | Kuni 3G-SDI | 75 Ω sobitamine, koaksiaalühendus, tagasivoolukadu |
Kui Ethernet, kodeerija tagasiside või analoogvideo on toiteallikaga samal plaadil, tuleb enne paigutuse lukustamist määratleda nende rõngaste asukoht, varjestusstrateegia ja kaabli marsruut. Pärast masina ehitamist häirete parandamine on palju kulukam, kui kulutada alguses tund aega paigutuse ülevaatamisele.
Panncake Slip Ring vs muud libisemisrõnga tüübid
| Funktsioon | Pannkook | Kapsel | Läbi-Puuri | Trumm |
|---|---|---|---|---|
| Kuju | Lame ketas | Väike silinder | Keskmise auguga silinder | Pikk silinder |
| Säästab aksiaalset kõrgust | Jah | Piiratud | Piiratud | Ei |
| Säästab radiaalset ruumi | Ei | Jah | Oleneb ava suurusest | Jah |
| Keskelge läbi{0}}ava | Valikuline, piiratud | Ei | Jah (peamine funktsioon) | Valikuline |
| Tüüpiline vooluringide arv | 2–56 | 2–24 | 4–100+ | 10–100+ |
| Tüüpiline kiirusvahemik | Madal kuni mõõdukas | Mõõdukas | Mõõdukas kuni kõrge | Mõõdukas |
| Parim jaoks | Piiratud kõrgus-koostud | Vajadus kompaktse läbimõõduga | Laske läbi-võlli või vedeliku | Suur vooluringi tihedus |
Lühim otsustusreegel: vali pannkook siis, kui kõrgus on põhiprobleem, akapsli libisemisrõngaskui läbimõõt on peamine probleem, ja aläbi-ava libisemisrõngakui võll, pneumaatiline liin või kaablikimp peab läbima keskpunkti. Sügavamaks võrdluseks vtläbi-augu vs pannkoogi libisemisrõngas.
Peamised spetsifikatsioonid, mida enne tellimist kinnitada
Usaldusväärseks pakkumiseks ei piisa sellisest taotlusest nagu "vajame lamedat libisemisrõngast". Allolev teave on see, mida insenerimeeskond projekti läbivaatamise ajal küsib.
Mehaaniline kontrollnimekiri
- Maksimaalne välisläbimõõt ja minimaalne siseläbimõõt
- Maksimaalne paigalduskõrgus
- Kinnitusava muster, PCD ja kruvi suurusega
- Kaabli väljapääsu suund ja pikkus
- Konnektori tüüp, kui see on eelnevalt-lõpetatud
- Majas asuv või avatud{0}}laudehitus
- CAD-joonis või ümbritseva ümbriku 3D-mudel
Elektrikontroll
- Toiteahelate arv koos pinge ja vooluga ahela kohta
- Signaaliahelate arv, protokolli järgi rühmitatud
- Maandus- ja isolatsiooninõuded
- Varjestus tundlike joonte jaoks
- Toite- ja kiire{0}}andmeside eraldamine
Signaali kontrollnimekiri
- Protokoll (CAN, RS-485, Ethernet, USB, HD-SDI, kodeerija tüüp)
- Nõutav andmeedastuskiirus
- Kaabli tüüp ja impedants
- Vastuvõetav müratase või BER-i sihtmärk
- Mis tahes testistandard, mida lõpptarbija nõuab
Keskkonna ja elutsükli kontrollnimekiri
- Töötemperatuuri vahemik
- Tolm, niiskus, keemiline kokkupuude
- NõutavIP reitingperIEC 60529
- Vibratsiooni- ja põrutusprofiil
- Pöörlemiskiirus ja töötsükkel (pidev, katkendlik)
- Eeldatav kasutusiga pööretes või tundides
- Juurdepääs hooldusele pärast paigaldamist
Kuidas valida õige pannkoogirõngas
1. samm. Esmalt määrake ruumi ümbrik.Enne vooluringide arutamist kontrollige saadaolevat kõrgust, välisläbimõõtu ja keskkoha vaba ruumi. Mehaaniline ümbris on esimene filter - kui pannkook ei mahu, ei aita elektriline optimeerimine.
2. samm. Eraldage toite- ja signaaliloendid.Pinge, voolu, protokolli ja kaabli tüübiga vooluringitabel on kasulikum kui üks number, näiteks "12 kanalit".
Samm 3. Kontrollige pöörlemiskiirust ja töötsüklit.Pannkoogi disain on mugav madalal kuni mõõdukal kiirusel. Üle 500 p/min hakkavad kontaktide kulumisel, harja müral ja välisserva lineaarkiirusel-olu olema ning need tuleb iga juhtumi puhul eraldi üle vaadata.
4. samm. Vaadake üle signaali terviklikkuse risk.Märgistage kiired{0}}andme-, kood- ja analoogsignaalid eraldi ning otsustage varjestuse ja kanalite paigutuse üle varakult.
5. samm. Otsustage standardne või kohandatud. A standardne pannkoogi libisemisrõngastöötab, kui teie vooluringide arv, suurus ja protokollid sobivad olemasoleva mudeliga. Vastasel juhul on kohandatud versioon kulutõhusam- kui ümbritseva masina ümberkujundamine.
Tavalised vs kohandatud pannkoogirõngad
| Teie olukord | Tavaline pannkook | Kohandatud pannkook |
|---|---|---|
| Ühine vooluahelate arv, lihtne alalisvoolu + madala -kiirusega signaal | Jah | Tavaliselt pole vaja |
| Tihe, mitte{0}}standardne paigaldusmuster või kaabli suund | Piiratud | Soovitatav |
| Samal plaadil on segatud võimsus ja kiire{0}}andmeside | Piiratud | Soovitatav |
| Spetsiaalne korpus, tihend või materjal (puhasruum, toidu{0}}klass) | Ei | Nõutav |
| Maht alla 20 ühiku ja standardkataloog vastab spetsifikatsioonile | Jah | Valikuline |
Tehniline juhtumiuuring: kompaktne ülevaatuse plaadimängija
Tüüpiline päring: nägemus-kontrolli pöördlaud 22 mm paigalduskõrgusega, 90 mm vaba välisläbimõõt, pidev pöörlemine 60 p/min ja 24 V alalisvoolu vooluringide loend, absoluutkooder ja 100 Mbps Ethernet kaameraga.
Mehaaniline ümbris välistas esimesel päeval kapsli ja läbiva{0}}ava. Pannkoogi paigutus kinnitati esimeses ülevaates, kuid algne vooluahela plaan paigutas Etherneti paari 24 V rõnga kõrvale. Disaini ülevaatuse käigus eraldasime need kahe kaitserõngaga, lisasime Etherneti paari alla sisemise maandusrõnga ja kasutasime staatoril kontrollitud -impedantsi marsruutimist. Tootmiseelne näidis läbis järjepidevuse, isolatsioonitakistuse (suurem või võrdne 500 MΩ 500 V alalisvoolu juures), dielektrilise tugevuse (1000 V vahelduvvoolu 60 sekundi jooksul) ja 5 miljoni pöörde pikkuse testi. Õppetund oli tuttav: tasane profiil üksi ei taga jõudlust - rõnga paigutus, varjestus ja testimise distsipliin lõpetavad töö.
Levinud vead, mida vältida
Esimene viga on "pannkoogi" käsitlemine "kompaktse" sünonüümina. See on kompaktne kõrgusega, mitte läbimõõduga. Kui ka teie radiaalne ruum on piiratud, peaks vestlust alustama mõnest muust libisemisrõnga perekonnast.
Teine viga on signaaliprotokollide määratlemata jätmine. "Mõned signaaliliinid" ei ole spetsifikatsioon. Ethernetil, kodeerijal ja analoogvideol on oma paigutus, varjestus ja testimisnõuded.
Kolmas viga on voolu alahindamine rõnga kohta. Lame ketas hajutab soojust erinevalt silindrikujulisest korpusest. Rõnga laius ja kontaktmaterjal määravad praktilise voolupiirangu, mitte ainult katalooginumbri.
Neljas viga on libisemisrõnga tarnija liiga hilja kaasamine. Korpuse, mootori ja koodri fikseerimise ajaks on libisemisrõnga jaoks allesjäänud ruum sageli vale kujuga. Tarnija toomine mehaanilise paigutuse ajal salvestab vähemalt ühe versiooni.
KKK
K: Mis on pannkoogi libisemisrõngas?
V: Pannkoogi libisemisrõngas on lame pöörlev elektripistik, mille juhtivad rajad on paigutatud kettakujulisele{0}}staatorile. See edastab võimsust ja signaale läbi pöörleva liidese, hoides paigalduskõrgust lühikesena, mistõttu nimetatakse seda mõnikord lamedaks libisemisrõngaks või ketta libisemisrõngaks.
K: Millal peaksin kapsli asemel kasutama pannkoogirõngast?
V: Valige pannkook, kui piiravaks teguriks on aksiaalne kõrgus ja teil on radiaalset ruumi. Valige kapsel, kui läbimõõduga ümbris on tihe, kuid teil on piisavalt kõrgust väikese silindrilise korpuse jaoks.
K: Kas pannkoogi libisemisrõngad sobivad suureks{0}}pööramiseks?
V: Need on kõige mugavamad madalatel kuni mõõdukatel kiirustel, tavaliselt kuni mitusada pööret minutis. Sellest kõrgemal hakkavad-välisserva lineaarkiirus, harja kulumine ja signaalimüra olema olulised ning disain vajab iga juhtumi puhul --juhtumipõhise ülevaatamist.
K: Kas pannkoogi libisemisrõngas saab Etherneti või USB-d edastada?
V: Jah. Gigabit Etherneti, 100 Mbps Etherneti ja USB 2.0 saab kõiki rakendada pannkookide kujul, kuid need vajavad impedantsi-juhitavat marsruutimist, spetsiaalseid kanaleid ja varjestust külgnevate toiterõngaste eest. Arutage protokolli tarnijaga enne paigutuse lukustamist.
K: Mis vahe on PCB libisemisrõngal ja pannkoogi libisemisrõngal?
V: PCB libisemisrõngas kirjeldab ehitusmeetodit - juhtivad rajad on söövitatud trükkplaadile. Pannkook kirjeldab üldist kuju. Enamik tänapäevaseid pannkookide libisemisrõngaid kasutab PCB staatorit, kuid mitte kõik PCB{3}}põhised libisemisrõngad pole pannkoogid.
K: Millist teavet on vaja kohandatud pannkoogirõnga pakkumise jaoks?
V: Vähemalt: paigalduse ümbrik, vooluringide loend pinge ja vooluga toiteliini kohta ning protokolli signaaliliini kohta, pöörlemiskiirus, töötsükkel, töökeskkond, siht-IP reiting ja eeldatav kogus. Ümbritseva koostu joonis lühendab oluliselt projekti läbivaatamist.
K: Kui kaua kestab pannkoogirõngas?
V: Kasutusiga sõltub pöörlemiskiirusest, praegusest koormusest, kontaktmaterjalist ja keskkonnast. Hästi-konstrueeritud seadmed saavutavad pidevalt madalal-kiirusel töötades rutiinselt kümneid miljoneid pööreid, kuid see arv tuleks kinnitada konkreetse töötsükliga.
Kokkuvõte
Pannkoogirõngad on praktiline lahendus, kui pöörleva sõlme kõrgus on leivaviil ja eelarve on täppisriista. Need vabastavad aksiaalset ruumi, toetavad segatud toite- ja signaaliedastust ning kohanduvad hästi OEM-i mehaaniliste ümbristega - eeldusel, et radiaalne ruum, pöörlemiskiirus ja signaali paigutus vaadatakse algusest peale ausalt üle.
Kui teil on installiümbrik ja vooluringide loend, piisab sellest alustamiseks. Sealt edasi valik standardi vahelpannkoogi slip ringja akohandatud disaintavaliselt selgub esimese tehnilise ülevaatuse käigus. Projektide jaoks, mis hõlmavad tundlikke tagasisidesignaale või nägemissüsteeme pöörlevatel platvormidel, on spetsiaalnesignaali libisemisrõnga ressursid robootika ja UAV jaoksvõib-olla tasub lugeda ka enne päringu esitamist.