Keď má otočná zostava veľmi malý axiálny priestor, štandardný cylindrický zberný krúžok je často príliš vysoký na to, aby sa zmestil za panel, do spoja robota alebo pod otočný stôl. Palacinkový zberný krúžok to rieši položením vodivých dráh naplocho na disk, pričom sa výška inštalácie udržiava na nízkej úrovni, pričom sa stále prenáša energia, riadiace signály a dáta medzi stacionárnou a rotujúcou stranou.
Táto príručka vysvetľuje, čo je krúžok na palacinky, ako sa líši od kapsuly, prostredníctvom-konštrukcií otvoru a bubna, ktoré špecifikácie sú najdôležitejšie pred objednaním a kedyvlastný krúžokje lepšia odpoveď ako štandardný diel.
Čo je to krúžok na palacinky?
Palacinkový zberný krúžok je plochý otočný elektrický konektor. Namiesto ukladania vodivých krúžkov pozdĺž dlhého valcového telesa sú vodivé dráhy umiestnené na statore v tvare disku-, pričom kefy sa ich dotýkajú pri otáčaní rotora. Výsledkom je veľmi krátka montážna výška a porovnateľne väčší vonkajší priemer.
Uvidíte niekoľko názvov používaných pre rovnakú skupinu produktov a nie vždy sú totožné:
- Krúžok na palacinky- všeobecný priemyselný výraz pre rozloženie plochého disku.
- Plochý klzný krúžokalebokotúčový klzný krúžok- sa používa zameniteľne a zvyčajne zdôrazňuje nízky-tvar profilu.
- PCB klzný krúžok- podmnožina, kde sú vodivé dráhy vyleptané na dosku s plošnými spojmi. Konštrukcia PCB je bežná v dizajnoch palaciniek, ale je technicky výrobnou metódou, nie synonymom. Pre bližší pohľad na konštrukciu statora si pozrite tento prehľadStatory PCB v palacinkových zberných krúžkoch.
Elektrická funkcia je rovnaká ako pri akomkoľvek inom zbernom krúžku: nepretržitý prenos energie alebo signálov cez otočné rozhranie, bez omotávania káblov. Mechanický kompromis-je to, čo robí palacinkový dizajn charakteristickým -, vracia axiálnu výšku a na oplátku si pýta radiálny priestor.
Kedy by ste mali použiť krúžok na palacinky?
Krúžok na palacinky je zvyčajne tou správnou voľbou, keď sú súčasne tri podmienky:
- Systém potrebuje nepretržité alebo opakované otáčanie.
- Káble sa nesmú krútiť, unavovať alebo ovíjať okolo osi.
- Výška inštalácie je limitujúcim faktorom, ale radiálna vôľa je dostatočná pre širší komponent.
Ak je prítomná iba jedna alebo dve z týchto podmienok, ďalšiatyp klzného krúžkumôže slúžiť lepšie. Medzi typické prípady použitia patria robotické nástroje na konci--ramena, otočné indexovacie stoly pod 100 otáčok za minútu, kompaktné automatizačné bunky, platformy fotoaparátov a senzorov, lekárske a laboratórne rotačné prípravky, baliace stroje a otočné taniere skryté za plochým panelom.
Je palacinkový krúžok vhodný pre váš dizajn?
| Dizajnový stav | Pancake Slip Ring |
|---|---|
| Inštalačná výška pod 25 mm, radiálny priestor 60 mm alebo viac | Dobre sedí |
| Rýchlosť otáčania pod približne 250 ot./min., nepretržitá prevádzka | Dobre sedí |
| Zmiešané nízkonapäťové{0}}napätie plus signály (CAN, RS-485, kódovač) | Dobre sedí so správnym rozložením |
| Rýchlosť otáčania nad 500 otáčok za minútu alebo trvalé vysoké-prúdové zaťaženie | Skontrolujte alternatívy alebo požiadajte o vlastné hodnotenie |
| Prísny radiálny priestorový limit, ale axiálna výška je veľkorysá | Nevhodné - zvážte kapsulu |
| Potrebujete veľký stredový priechod-otvor pre hriadeľ alebo vedenie kvapaliny | Nie je to vhodné - zvážte-vývrt |
| Silné vibrácie, nárazy alebo drsné utesnené prostredie | Vyžaduje sa vlastné hodnotenie |
Prečo krúžky na palacinky šetria axiálny priestor
V kompaktných strojoch je zvyčajne ťažšie vyhradiť axiálnu výšku ako radiálnu šírku. Zápästie robota, otočný indexer alebo hlavica snímača môžu mať za otočnou doskou len 15–25 mm vertikálneho priestoru. Dizajn kapsuly s dĺžkou 60–80 mm sa jednoducho nezmestí. Plochý zberný krúžok s rovnakým počtom obvodov môže spadnúť do tohto priestoru, pretože kontaktné dráhy sú usporiadané smerom von a nie nahor.
To je tiež dôvod, prečo sa lievancové zberné krúžky objavujú častejšie v zariadeniach OEM než vo všeobecných-inštaláciách: časť je tvarovaná okolo pevného mechanického obalu, nie naopak.
Môžu krúžky na palacinky prenášať energiu a dáta spolu?
Áno, ale na rozložení záleží. Pancake zberný krúžok môže byť navrhnutý tak, aby prenášal jednosmerné napájanie, striedavé riadiace obvody, spätnú väzbu kódovača, CAN, RS-485, USB 2.0 a gigabitový Ethernet na tej istej zostave. Chybou je, že všetky okruhy sú zameniteľné. nie sú.
| Typ okruhu | Typický rozsah | Hlavný dizajnový problém |
|---|---|---|
| DC napájanie | 5–48 V, 1–10 A na krúžok | Šírka krúžku, kontaktný odpor, odvod tepla |
| Nízkorýchlostné digitálne signály (CAN, RS-485) | Až ~1 Mbps | Smerovanie krútených{0}}dvojíc, oddelenie od napájacích kruhov |
| Spätná väzba kódovača (prírastková, absolútna) | A/B/Z alebo SSI/BiSS | Diferenciálne páry, tienenie, nízka hlučnosť |
| Vysoká{0}}rýchlosť dát (Ethernet, USB) | 100 Mbps – 1 Gbps | Ovládanie impedancie, vyhradené kanály, izolácia EMI - pozrite si našeSprievodca dizajnom ethernetového zberného krúžku |
| Video (HD-SDI, analógové) | Až 3G-SDI | 75 Ω prispôsobenie, koaxiálna väzba, spätná strata |
Ak je ethernet, spätná väzba kódovača alebo analógové video umiestnené na rovnakom disku ako napájanie, poloha týchto krúžkov, stratégia tienenia a vedenie káblov musia byť definované pred uzamknutím rozloženia. Pokúsiť sa opraviť rušenie po postavení stroja je oveľa drahšie ako stráviť hodinu kontrolou rozloženia na začiatku.
Pancake Slip Ring verzus iné typy krúžkov
| Funkcia | Palacinka | Kapsula | Cez-Bore | Bubon |
|---|---|---|---|---|
| Tvar | Plochý disk | Malý valec | Valec so stredovým otvorom | Dlhý valec |
| Šetrí osovú výšku | áno | Obmedzené | Obmedzené | Nie |
| Šetrí radiálny priestor | Nie | áno | Závisí od veľkosti otvoru | áno |
| Stred cez-dieru | Voliteľné, obmedzené | Nie | Áno (hlavná funkcia) | Voliteľné |
| Typický počet obvodov | 2–56 | 2–24 | 4–100+ | 10–100+ |
| Typický rozsah otáčok | Nízka až stredná | Mierne | Stredná až vysoká | Mierne |
| Najlepšie pre | Výškovo-obmedzené zostavy | Potreba kompaktného priemeru | Prejdite-hriadeľom alebo kvapalinou | Vysoká hustota obvodu |
Najkratšie pravidlo rozhodovania: vyberte si palacinku, keď je hlavným problémom výška, akapsulový krúžokkeď je hlavným problémom priemer a acez-krúžok s otvoromkeď stredom musí prejsť hriadeľ, pneumatické vedenie alebo zväzok káblov. Pre hlbšie porovnanie viďcez-dieru vs. krúžok na palacinky.
Kľúčové špecifikácie na potvrdenie pred objednávkou
Požiadavka typu „potrebujeme plochý zberný krúžok“ nestačí na spoľahlivú cenovú ponuku. Nižšie uvedené informácie sú to, čo bude technický tím požadovať počas kontroly návrhu.
Mechanický kontrolný zoznam
- Maximálny vonkajší priemer a minimálny vnútorný priemer
- Maximálna výška inštalácie
- Vzor montážnych otvorov s PCD a veľkosťou skrutky
- Smer a dĺžka výstupu kábla
- Typ konektora, ak je vopred{0}}ukončený
- Zabudovaná alebo otvorená-konštrukcia dosky
- CAD výkres alebo 3D model okolitej obálky
Kontrolný zoznam elektrických zariadení
- Počet výkonových obvodov s napätím a prúdom na obvod
- Počet signálových obvodov, zoskupených podľa protokolu
- Požiadavky na uzemnenie a izoláciu
- Tienenie pre citlivé línie
- Oddelenie medzi výkonom a vysokou{0}}rýchlosťou údajov
Kontrolný zoznam signálu
- Protokol (CAN, RS-485, Ethernet, USB, HD-SDI, typ kódovača)
- Požadovaná rýchlosť prenosu dát
- Typ a impedancia kábla
- Prijateľná hladina hluku alebo cieľ BER
- Akýkoľvek testovací štandard požadovaný koncovým zákazníkom
Kontrolný zoznam životného prostredia a životného cyklu
- Rozsah prevádzkových teplôt
- Prach, vlhkosť, vystavenie chemikáliám
- PovinnéHodnotenie IPzaIEC 60529
- Profil vibrácií a otrasov
- Rýchlosť otáčania a pracovný cyklus (nepretržitý, prerušovaný)
- Predpokladaná životnosť v otáčkach alebo hodinách
- Prístup k údržbe po inštalácii
Ako si vybrať správny krúžok na palacinky
Krok 1. Najprv definujte priestorovú obálku.Pred diskusiou o okruhoch si overte dostupnú výšku, vonkajší priemer a stredovú vôľu. Mechanický obal je prvým filtrom -, ak sa palacinka nezmestí, nepomôže žiadna elektrická optimalizácia.
Krok 2. Oddeľte zoznamy napájania a signálov.Tabuľka obvodov s napätím, prúdom, protokolom a typom kábla je užitočnejšia ako jedno číslo, napríklad „12 kanálov“.
Krok 3. Skontrolujte rýchlosť otáčania a pracovný cyklus.Palacinkový dizajn je pohodlný pri nízkych až stredných rýchlostiach. Pri otáčkach nad 500 otáčok za minútu začína byť dôležité opotrebenie kontaktov, hluk kefy a lineárna rýchlosť{2}}vonkajšieho okraja a je potrebné ich posúdiť prípad od prípadu.
Krok 4. Skontrolujte riziko integrity signálu.Vysokorýchlostné údaje, kódovač a analógové signály označte oddelene a o tienení a umiestnení kanála rozhodnite včas.
Krok 5. Rozhodnite sa štandardné alebo vlastné. A štandardný krúžok na palacinkyfunguje, keď počet obvodov, veľkosť a protokoly zodpovedajú existujúcemu modelu. V opačnom prípade je vlastná verzia nákladovo-efektívnejšia ako nútená zmena dizajnu okolitého počítača.
Štandardné verzus vlastné krúžky na palacinky
| Vaša situácia | Štandardná palacinka | Palacinka na mieru |
|---|---|---|
| Počet bežných obvodov, jednoduchý jednosmerný + signál nízkej-rýchlosti | áno | Zvyčajne to nie je potrebné |
| Pevný, neštandardný{0}}montážny vzor alebo smer kábla | Obmedzené | Odporúčané |
| Kombinovaný výkon a{0}}rýchlosť dát na rovnakom disku | Obmedzené | Odporúčané |
| Špeciálne puzdro, tesnenie alebo materiál (čisté priestory, potravinárska-trieda) | Nie | Povinné |
| Objem pod 20 jednotiek a štandardný katalóg zodpovedá špecifikácii | áno | Voliteľné |
Technická prípadová štúdia: Kompaktný inšpekčný gramofón
Typický dopyt: otočný stôl na kontrolu zraku- s 22 mm inštalačnej výšky, voľným vonkajším priemerom 90 mm, nepretržitou rotáciou pri 60 ot./min. a zoznamom obvodov s napájaním 24 V jednosmerným prúdom, absolútnym kódovačom a 100 Mb/s Ethernet do kamery.
Mechanický obal vylúčil kapsulu a priechodný-vývrt v prvý deň. Rozloženie palacinky bolo potvrdené v prvej recenzii, ale pôvodný plán obvodu umiestnil ethernetový pár vedľa 24 V kruhu. Pri kontrole návrhu sme ich oddelili dvoma ochrannými krúžkami, pridali sme vnútorný uzemňovací krúžok pod ethernetový pár a použili sme riadené-impedančné smerovanie na statore. Predprodukčná vzorka prešla kontinuitou, izolačným odporom (viac alebo rovným 500 MΩ pri 500 V DC), dielektrickou pevnosťou (1 000 V AC počas 60 s) a testom životnosti pri 5 miliónoch otáčok. Lekcia bola známa: plochý profil sám o sebe nezaručuje výkon - umiestnenie krúžku, tienenie a testovacia disciplína dokončia prácu.
Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť
Prvou chybou je považovať „palacinku“ za synonymum pre „kompaktný“. Je kompaktný na výšku, nie na priemer. Ak je váš radiálny priestor tiež obmedzený, rozhovor by mal začať s inou rodinou krúžkov.
Druhou chybou je ponechanie signálnych protokolov nedefinovaných. "Niektoré signálne vedenia" nie sú špecifikáciou. Ethernet, kodér a analógové video majú svoje vlastné rozloženie, tienenie a požiadavky na test.
Treťou chybou je podceňovanie prúdu na krúžok. Plochý kotúč odvádza teplo inak ako valcové teleso. Šírka prsteňa a materiál kontaktu určujú praktický limit prúdu, nie samotné katalógové číslo.
Štvrtou chybou je oneskorené zapojenie dodávateľa zberných krúžkov. V čase, keď sú kryt, motor a kódovač upevnené, má zostávajúci priestor pre zberací krúžok často nesprávny tvar. Zavedenie dodávateľa počas mechanického usporiadania ušetrí aspoň jednu revíziu.
FAQ
Otázka: Čo je to krúžok na palacinky?
Odpoveď: Palacinkový zberný krúžok je plochý otočný elektrický konektor s vodivými dráhami usporiadanými na statore v tvare disku-. Prenáša energiu a signály cez otočné rozhranie, pričom udržuje krátku inštalačnú výšku, preto sa niekedy nazýva plochý zberný krúžok alebo kotúčový zberný krúžok.
Otázka: Kedy by som mal namiesto kapsuly použiť krúžok na palacinky?
Odpoveď: Vyberte si palacinku, keď je limitujúcim faktorom axiálna výška a máte radiálny priestor. Vyberte kapsulu, keď je priemer obalu tesný, ale máte dostatočnú výšku pre malé valcové telo.
Otázka: Sú krúžky na palacinky vhodné pre vysoko{0}}rýchlostnú rotáciu?
Odpoveď: Najpohodlnejšie sú pri nízkych až stredných rýchlostiach, zvyčajne do niekoľkých stoviek otáčok za minútu. Nad tým začína záležať na vonkajšej-lineárnej rýchlosti okraja, opotrebovaní kefy a šumu signálu a dizajn si vyžaduje-kontrolu{2}} po{3}}prípade.
Otázka: Môže Pancake Slip Ring prenášať Ethernet alebo USB?
A: Áno. Gigabit Ethernet, 100 Mb/s Ethernet a USB 2.0 môžu byť všetky implementované na jednotkový dizajn, ale potrebujú impedančne{3}}riadené smerovanie, vyhradené kanály a tienenie od susedných napájacích okruhov. Pred uzamknutím rozloženia prediskutujte protokol s dodávateľom.
Otázka: Aký je rozdiel medzi krúžkom na PCB a krúžkom na palacinky?
Odpoveď: Klzný krúžok PCB popisuje metódu konštrukcie - vodivé dráhy sú vyleptané na doske s plošnými spojmi. Palacinka vystihuje celkový tvar. Väčšina moderných zberacích krúžkov na palacinky používa stator s plošnými spojmi, ale nie každý zberací krúžok na báze dosky plošných spojov- je palacinka.
Otázka: Aké informácie sú potrebné pre vlastnú cenovú ponuku na palacinky?
Odpoveď: Minimálne: obálka inštalácie, zoznam obvodov s napätím a prúdom na napájacie vedenie a protokol na signálne vedenie, rýchlosť otáčania, pracovný cyklus, prevádzkové prostredie, cieľové hodnotenie IP a očakávané množstvo. Nákres okolitej zostavy výrazne skracuje preskúmanie návrhu.
Otázka: Ako dlho vydrží krúžok na palacinky?
Odpoveď: Životnosť závisí od rýchlosti otáčania, prúdového zaťaženia, materiálu kontaktov a prostredia. Dobre{1}}nadizajnované jednotky bežne dosahujú desiatky miliónov otáčok pri nepretržitej prevádzke pri nízkych-rýchlostných otáčkach, ale tento údaj by sa mal potvrdiť vzhľadom na konkrétny pracovný cyklus.
Zhrnutie
Krúžky na palacinky sú praktickou odpoveďou, keď má otočná zostava výšku krajca chleba a rozpočet presného prístroja. Uvoľňujú axiálny priestor, podporujú zmiešaný prenos energie a signálu a dobre sa prispôsobujú mechanickým obalom OEM - za predpokladu, že radiálny priestor, rýchlosť otáčania a rozloženie signálu sú od začiatku poctivo kontrolované.
Ak máte inštalačnú obálku a zoznam okruhov, na začiatok to stačí. Odtiaľ výber medzi štandardomkrúžok na palacinkya azákazkový dizajnsa zvyčajne vyjasní pri prvej technickej kontrole. Pre projekty zahŕňajúce citlivé signály spätnej väzby alebo systémy videnia na rotačných platformách, špecializovanézdroje signálneho zberného krúžku pre robotiku a UAVmôže tiež stáť za prečítanie pred vašou otázkou.