Ротациони спој са оптичким влакнима кроз рупу није само стандардни ФОРЈ са већим кућиштем. Прво инжењерско питање је да ли центар ротирајуће осе мора остати физички отворен након што се склопи комплетан ротациони интерфејс.
Ако осовина, цев, пролаз течности, РФ путања, сноп каблова или други механички елемент морају да се протежу кроз осу, конвенционални ротациони спој оптичких влакана на осовини можда неће решити проблем јер његова оптичка путања обично заузима средишњу линију. У том случају, пројекат може захтевати ротациони спој са оптичким влакнима ван осе или истински кроз отвор, или другачији распоред који раздваја оптички спој од чистог средишњег пролаза.
Овај водич се фокусира на ту одлуку о архитектури. Не замењује општи водич за избор ФОРЈ-а. Уместо тога, показује како да дефинишете отворени отвор, механички омотач, оптичку везу, хибридне услуге и динамички тест прихватања пре него што изаберете ротациони интерфејс.
Прво одлучите шта "Тхроугх-Холе ФОРЈ" значи у вашој машини
Термин "пролазни отвор" може описати неколико различитих склопова. Они могу изгледати слично на цртежу система, али остављају веома различит простор у центру ротације.
| Архитектура | Шта заузима ос ротације? | Да ли је Финални центар Боре отворен? | Када то проценити |
|---|---|---|---|
| Стандардни ФОРЈ на осовини | Оптичка путања и оптички елементи су распоређени око осе ротације. | Не треба претпоставити јасан механички пролаз. | Потребан је оптички пренос и ништа друго не сме да пролази кроз центар. |
| Електрични клизни прстен са ФОРЈ-ом у средини | Електрични клизни прстен има проврт, али је у тај отвор уграђен посебан ФОРЈ. | Електрична компонента има проврт, али завршени склоп можда више нема употребљив отворени центар. | Снага или сигнали и влакна морају делити једну осу, али центар не мора да остане отворен након интеграције. |
| Прави пролазни / ван осовине ФОРЈ | Оптички пренос се помера од централног механичког пролаза. | Да, под условом да је цртеж завршен. | Окно, цев, пут течности, РФ компонента, сноп каблова или други сервис морају да прођу кроз центар. |
Патентна литература разликује архитектуру ФОРЈ на оси и ван осе на исти начин: дизајн на оси користи централни регион за оптичку путању, док дизајн ван осе или кроз отвор има за циљ да сачува простор за рутирање дуж осе ротације. Погледајте технички опис уУС8554029Б2.
Ова разлика је важна јер је спецификација као што је „клизни прстен од 50 мм са влакнима“ непотпуна. Не каже да ли је 50 мм отвор електричног клизног прстена пре него што се угради ФОРЈ, или минимални чист отвор који мора остати доступан у готовом склопу.
Нека геометрија, режим ротације и оптичка архитектура буду одвојени
„Кроз отвор“ описује геометријски захтев. Сам по себи не доказује да одређени дизајн подржава неограничену континуирану ротацију и не говори вам да ли је оптички интерфејс потпуно пасиван или укључује активне електро-оптичке елементе. Патентна литература укључује концепте пролазних отвора са различитим принципима рада, укључујући дизајне намењене ограниченој ротацији и друге приступе ван осе.
| Архитектура капија | Питање које треба ставити у спецификацију | Зашто мора бити одвојено |
|---|---|---|
| Чисти отвор | Који минимални пролаз мора остати физички отворен након коначног склапања? | Ово је захтев за паковање и машински интерфејс. |
| Режим ротације | Да ли је кретање неограничено континуирано ротирање, осциловање или дефинисан број окрета? | Геометрија пролазног отвора не успоставља дозвољени режим ротације. |
| Оптичка архитектура | Да ли веза мора остати пасивна влакно-влакно, или су активни електро-оптички елементи прихватљиви? | Различите архитектуре могу имати различите интерфејсе, потребе за напајањем, дијагностику, кашњење, употребљивост и квалификационе захтеве. |
Ако апликација захтева сва три услова – отворени центар, неограничено континуирано ротирање и пасивну оптичку путању од краја до краја – сва три. Не очекујте да их фраза "кроз рупу ФОРЈ" аутоматски пренесе.
Дефинишите ротациони интерфејс пре избора производа
Почните са машином, а не са каталогом. Нацртајте једну границу између стационарне и ротирајуће стране, а затим наведите сваку услугу која је прелази.
| Група захтева | Питања за дефинисање | Зашто мења архитектуру |
|---|---|---|
| Механички пролаз | Шта физички мора да прође кроз центар: осовина, цев, сноп каблова, вод за флуид, РФ хардвер или друга компонента? | Одређује да ли је истинска чиста рупа обавезна. |
| Оптичка веза | Тип влакна, таласна дужина, број канала, конектори, дозвољени губици при уметању, варијација губитка при ротацији и захтев за повратним губицима. | Дефинише оптички интерфејс и критеријуме прихватања. |
| Електричне услуге | Електрична кола, контролни сигнали, енкодери, сензори, бакарни линкови за пренос података, уземљење и заштита. | Може захтевати посебан или интегрисани електрични клизни прстен око оптичке/механичке архитектуре. |
| Други медији | Ваздух, гас, вакуум, расхладна течност, хидраулична течност или РФ/коаксијални путеви. | Може захтевати ротациони спој или РФ ротациони спој и додатно заптивање или размак. |
| Мотион | Непрекидна ротација или осцилација, нормална и максимална брзина, промене смера, радни циклус, убрзање, трчање и вибрације. | Мења лежај, поравнање, управљање кабловима и динамичке оптичке захтеве. |
| Животна средина | Температура, прашина, влага, кондензација, испирање, со, притисак, вибрације и приступ сервису. | Мења материјале, заптивке, конекторе, омоте каблова и обим квалификација. |
Ако пројекат такође носи напајање, контролне сигнале или друге медије, прегледајте комплетан ротациони интерфејс уместо да третирате ФОРЈ као самосталну компоненту. БиТуне'сФОРЈ и водич за интеграцију клизних прстеноваобјашњава како оптички, електрични, механички и тест захтеви међусобно делују у комбинованом склопу.
Одредите функционалан чист отвор, а не само називни пречник рупе
Захтеви за проврт треба да описују употребљив простор који мора да остане након уградње комплетног склопа. Номинални пречник рупе сам по себи не обухвата отпуштање осовине, цевне спојнице, простор за савијање каблова, толеранције монтаже или сервисни размак.
Корисна механичка дефиниција укључује:
- Минимални чисти пречник потребан за објекат или сервис који пролази кроз осу.
- Максимални пречник осовине, цеви, снопа каблова или фитинга током монтаже и рада.
- Услови концентричности, извлачења и поравнања који могу смањити практичан зазор.
- Без обзира да ли је пролазна компонента стационарна, ротирајућа или се помера аксијално.
- Потребан простор за конекторе, спојнице, стеге или алате за одржавање.
- Максимални дозвољени спољни пречник и аксијална дужина ротационог склопа.
- Монтажна прирубница, пилот, интерфејс осовине и распоред против ротације.
- Излазни правац влакана и електричног кабла, простор савијања и растерећење напрезања.
Немојте копирати опсег отвора са странице породице производа у спецификацију пројекта. Величина отвора, спољашњи пречник, дужина, монтажа, брзина, број канала и заптивање су повезане механичке одлуке. Одобрене димензије морају произаћи из стварног цртежа модела или прилагођеног дизајна.
Ако центар треба да носи само осовину или сноп каблова, а оптички спој може да заузме центар,електрични клизни прстен кроз рупуса одвојеним или интегрисаним ФОРЈ-ом може бити довољно. Ако сам центар мора да остане отворен након што је оптички хардвер инсталиран, захтев је другачији и треба га експлицитно навести као захтев за прозирни отвор.
Дефинишите оптичку везу пре него што дефинишете ФОРЈ
Захтев за пролазним отвором не умањује важност оптичког система. ФОРЈ и даље мора да стане у комплетан буџет везе и да остане стабилан док се ротира.
У најмању руку, наведите следеће за сваку оптичку путању:
| Оптицал Фиелд | Шта обезбедити | Сврха избора |
|---|---|---|
| Тип влакана | Једномодни или вишемодни, прилагођени инсталираном систему. | Спречава уметање некомпатибилне ротационе секције у везу. |
| Радна таласна дужина | Стварна таласна дужина или опсег таласних дужина који користи систем примопредајника. | Оптичке перформансе се морају проценити на радној таласној дужини. |
| Број канала | Број независних оптичких путања које захтева архитектура система. | Мења оптичку сложеност и паковање. |
| Конектор / завршетак | Породица конектора, полирање где је релевантно, дужина пигтаил-а, јакна и правац излаза. | Контролише компатибилност парења, рутирање, чишћење и приступ сервису. |
| Максимални губитак уметања | Максимум специфичан за пројекат на наведеној таласној дужини и граници мерења. | Троши део оптичког буџета система. |
| Варијација губитка у убацивању током ротације | Дозвољена динамичка варијација и брзина, смер, трајање и услови узорковања теста. | Проверава да ли прихватљиви статички губитак остаје стабилан у покрету. |
| Повратни губитак | Минимални захтев када је то важно за извор, пријемник, систем конектора или апликацију. | Контроле су одражавале оптичку снагу у оквиру комплетне везе. |
Избегавајте навођење ротационог зглоба само према брзини података у наслову. Примопредајници, влакна, конектори, фиксни губитак каблова, адаптери, губитак ФОРЈ-а, динамичке варијације и инжењерска маргина доприносе перформансама везе. Ако буџет оптичке снаге још није дефинисан, утврдите га пре него што одобрите ротирајућу компоненту.
За шири третман броја канала, оптичког буџета, губитка уметања, губитка поврата и динамичких варијација, користитеводич за интеграцију и тестирање ротационог зглоба са оптичким влакнима. Сврха ове странице је да задржи те оптичке захтеве везане за архитектуру са чистим отвором.
Одаберите архитектуру из центра
Када су познати проврт и оптички захтеви, упоредите могуће распореде од центра машине ка споља.
Опција 1: Стандардни ФОРЈ на осовини
Користите конвенционални ФОРЈ на оси када је потребан оптички пренос, али нема потребе да механички пролаз остане отворен кроз осу ротације. Ово је обично прва архитектура коју треба проценити јер избегава креирање оптичке путање ван осе само из разлога паковања.
Ако је такође потребна електрична енергија или сигнали, ФОРЈ на осовини се може комбиновати са електричним клизним прстеном око њега. У том распореду околни електрични клизни прстен може имати пролазни отвор, али крајњи центар система заузима ФОРЈ. Добијени склоп не треба третирати као прави оптички интерфејс отвореног отвора.
Опција 2: Труе Тхроугх-Боре / Офф-Акис ФОРЈ
Процените ФОРЈ ван осе или прави пролазни отвор када централни пролаз има функцију која се не може померити. Оптички пренос се тада мора догодити изван тог заштићеног средишњег простора или путем друге архитектуре која чува отвор.
Овај избор треба да буде вођен захтевима машине, а не терминологијом. У РФК-у треба навести шта мора да прође кроз отвор и минимални чист отвор који мора остати након завршне монтаже. Добављач тада може да утврди да ли је оптичка архитектура ван осе прикладна за потребну ротацију, број канала, оптичке перформансе и механички омотач.
Опција 3: Одвојите концентричне или наслагане компоненте
Понекад најупотребније решење није једно интегрисано кућиште. Машина може да користи одвојене оптичке, електричне и флуидне ротационе компоненте распоређене концентрично или аксијално, под условом да резултујући склоп још увек чува потребан отвор и испуњава ограничења за поравнање и провод каблова.
Ово може да поједностави замену једне технологије, али преноси више одговорности за интерфејс на дизајнера машине: концентричност, конзоле, излази каблова, карактеристике против ротације, оптерећења лежајева и сервисни размак морају се контролисати на цртежу система.
Мапе хибридних услуга око бушотине
Када иста оса носи више од влакана, направите мапу канала и медија пре него што разговарате о величини кућишта. "Хибрид" није једна спецификација; сваки метод преноса има своје захтеве за дизајн и валидацију.
| Сервис прелази преко интерфејса | Дефинишите пре дизајна | Фокус валидације |
|---|---|---|
| Оптичка влакна | Режим влакана, таласна дужина, канали, конектори, оптички буџет, границе динамичког губитка. | Губитак убацивања, варијације ротације, повратни губитак где је применљиво, рад везе од краја до краја. |
| Електрична енергија | Напон, стална струја, вршна/улетна струја, захтеви за рад, проводник и конектор. | Пораст температуре, изолација, пад напона, динамичко понашање контакта према потреби. |
| Сигнали ниског нивоа | Функција сигнала, ниво, уземљење, оклоп, тип кабла и осетљивост на шум. | Шум, континуитет, преслушавање и стварни рад сензора/енкодера. |
| Подаци о бакру | Протокол и физички слој, брзина преноса података, геометрија кабла/парице, заштита, конектор, оближња струјна кола. | Прави тест комуникације током ротације, а не само континуитет. |
| РФ / коаксијални | Фреквенцијски опсег, снага, импеданса, конектор, захтеви за губитке уметања/поврата. | РФ перформансе током ротације и радних услова. |
| Ваздух / гас / вакуум / течност | Стварни медијум, притисак, температура, проток, прикључци, материјали, захтеви за цурењем. | Тест цурења, притиска, компатибилности, брзине и животне средине. |
Ако је средишњи отвор резервисан за једну од ових услуга, означите га на механичком цртежу пре него што се изабере оптичка архитектура. Немојте претпостављати да ће преостали радијални простор аутоматски сместити електричне прстенове, оптички хардвер, заптивке, лежајеве и излазе за каблове.
Пројекти који захтевају наменску комбинацију могу да користе БиТунеприлагођени клизни прстенстраница као комерцијално полазиште. Технички РФК би и даље требало да дефинише сваки медиј посебно.
Ротација може да промени оптички дизајн који изгледа добро у стању мировања
Ротациони оптички интерфејс треба оценити као покретни систем. Стационарно мерење губитка при убацивању је корисно као основна линија, али не показује да веза остаје стабилна при радној брзини или кроз профил пуног кретања машине.
Укључите следеће услове кретања у спецификацију:
- Нормална радна брзина и максимална потребна брзина.
- Континуирана ротација, осцилација или ограничен број окрета.
- Понашање у смеру казаљке на сату, супротно од казаљке на сату и обрнуто.
- Убрзање и успоравање ако су значајни за механизам.
- Очекивани радни циклус и трајање испитивања.
- Услови за отпуштање осовине, вибрације и удари који могу пореметити поравнање.
- Спољно постављање каблова и растерећење напрезања тако да влакно не примењује нежељено оптерећење.
- Радна температура и свако окружење које може да промени поравнање, заптивке или понашање кабла.
Ово је посебно важно за праву архитектуру кроз отвор јер се оптички систем, механички проврт, лежајеви и сви околни хибридни канали такмиче за исти радијални пакет. Прихваћени дизајн мора да функционише као један склоп, а не као независне каталошке спецификације.
Користите динамички тест прихватања, а не само проверу листа са подацима
Дефинишите метод тестирања пре наручивања. Циљ је да се провери инсталирани захтев у ротацији, а не да се прикупи листа типичних вредности компоненти.
- Дефинишите границу мерења.Наведите да ли резултат укључује ФОРЈ пигтаилове, адаптере, патцх каблове, конекторе панела или само ротирајућу компоненту.
- Успоставите стационарну оптичку референцу.Користите потребну врсту влакна, таласну дужину, распоред конектора и референтни метод.
- Мерите док се окрећете.Тестирајте на одговарајућим брзинама и правцима и забележите оптичку снагу или губитак уметања током угла, времена или обртаја.
- Проверите најгору варијацију ротације.Упоредите измерену варијацију са границом прихватљивости пројекта, а не са неповезаним каталошким циљем.
- Проверите праву оптичку везу.Где је то практично, покрените предвиђене примопредајнике или комуникациону опрему кроз ротациони интерфејс поред оптичких мерења на нивоу компоненте.
- Тестирајте хибридне функције заједно када је интеракција важна.Ако кола електричне енергије, података, РФ или флуида раде у исто време, репродукујте комбиновано радно стање које дефинише систем.
- Поновите под потребним условима околине.Температура, вибрације, притисак, влага или друга изложеност треба да буду укључени када су део спецификације пројекта.
За нови дизајн, захтевајте да се добављач и систем интегратор договоре о границама прихватања, брзини тестирања, границама мерења и формату извештавања пре производње. То смањује спорове узроковане поређењем теста компоненти добављача са различитим мерењима инсталираног система корисника.
РФК Контролна листа за ротациони спој за оптичка влакна кроз рупу
Користан РФК би требало да онемогући погрешно тумачење захтева о централном отвору. Укључује:
- Једноставан цртеж који приказује стационарну страну, ротирајућу страну, осу ротације и доступну коверту.
- Предмет или медијум који мора проћи кроз центар.
- Минимални чисти отвор потребан након што се склопи комплетан ротирајући интерфејс.
- Максимални спољни пречник, аксијална дужина, интерфејс прирубнице или осовине и ограничења за излаз каблова.
- Нормална и максимална брзина, као и да ли систем захтева неограничено континуирано ротирање, осциловање или дефинисан број окрета.
- Да ли оптички интерфејс мора остати пасиван од краја до краја или је прихватљива активна електро-оптичка конверзија.
- Промене смера, радни циклус, захтеви за избацивање, вибрације и удари.
- Једномодно или вишемодно влакно према потреби постојећег оптичког система.
- Радна таласна дужина или опсег таласних дужина.
- Број независних оптичких канала.
- Захтеви за конектор или пигтаил, дужина кабла, омотач, ограничења савијања и растерећење напрезања.
- Максимални инсерцијски губитак и дозвољена варијација инсерционог губитка, са условима мерења.
- Захтеви за повратне губитке ако су релевантни за инсталирани оптички систем.
- Сва електрична и сигнална кола са својим појединачним оценама и функцијама.
- Било који бакарни подаци, РФ, пнеуматски, хидраулични, вакуумски или други медији који прелазе преко интерфејса.
- Температура, улазак, корозија, притисак и други захтеви животне средине.
- Потребни цртежи, извештаји о испитивању, записи о инспекцији и поступци прихватања.
Избегавајте писање „прилагођени ФОРЈ кроз рупу, велика брзина, мали губитак, водоотпоран“ као потпуни захтев. Те речи не дефинишу геометрију, оптички буџет, стање брзине, границу заптивања или тест прихватања.
Када истински ФОРЈ није бољи избор
Не чувајте чист средишњи отвор осим ако је машини заиста потребан. Ако осовина ротације може бити заузета оптичким спојем, стандардни ФОРЈ на оси или конвенционални хибридни склоп могу обезбедити једноставнију механичку архитектуру.
Користите прави приступ кроз отвор када отворени центар обавља стварну системску функцију која се не може измештати. Ако је једини разлог тај што „кроз рупу звучи флексибилније“, додатна ограничења паковања и интеграције можда неће пружити никакву практичну корист.
Исто правило важи и за интеграцију. Ако су пројекту потребни оптички подаци плус електрична енергија, али нема отвореног центра, почните са ширимводич за избор хибридног ФОРЈ-а. Ако је главни изазов комбиновање и валидација оптичких и електричних подсистема, користитеФОРЈ и водич за интеграцију клизних прстенова. Ова страница је за пројекте у којима се очувањем централног пролаза мења сама архитектура.
Практично правило одабира
Почните са једним питањем:мора ли центар завршеног ротационог интерфејса остати отворен?
Ако је одговор не, прво процените стандардни ФОРЈ на оси или конвенционални хибридни аранжман. Ако је одговор потврдан, дефинишите тачно шта пролази кроз центар, минимални завршени чисти отвор, околни механички омотач и сваки сервис који мора да пређе ротирајућу границу. Затим додајте оптичке захтеве и договорите се о динамичком тесту прихватања.
Тај редослед спречава уобичајену грешку у интеграцији: бирање компоненте која негде у опису има „пролазну рупу“, али касније откривање да оптички хардвер, конектор, осовина или хибридни модул заузимају простор који је машини заиста потребан.