作者:Mark Huebner, PBC Linear公司生产经理，罗克福德，伊利诺斯州
了解kiosk设计的复杂性可以帮助您解决在为工作选择最佳机械组件时常见的陷阱。
自动化零售和自助服务亭如雨后春笋般出现，分发各种各样的产品，从便宜的零食到昂贵的电子设备，如ipad。这些更新的点胶机或自动售货机需要可靠的机械部件和复杂的电子控制。
Kiosk的设计是一个复杂的过程，经常涉及多个因素。然而，遵循这六个简单的设计技巧将有助于确保您正确地选择正确的机械部件，开发可靠和可重复的装配工艺，并最终延长系统的使用寿命。
1）了解产品
这是一切开始的地方;产品的细节，如形状、尺寸、数量、包装、重量和成本。所有这些都在设计kiosk产品的存储和检索系统时发挥作用。
一般来说，高价值的产品，如消费电子产品或敏感的生物样品，需要在机电一体化方面进行更大的投资，以确保可靠、复杂的处理和可重复交付。像dvd这样成本较低的商品通常用相同尺寸的包装储存，很容易放在货架上，而价值较高的商品可能会用彩色包装并陈列出来，以吸引潜在客户。
奇怪形状和尺寸的包装也保证了更复杂的机械交付系统，以处理更高的负载或更精确。例如，如果一个售货亭携带的商品大小不一，比如既有电子产品也有配件，那么递送系统必须通过编程识别每一件商品的不同之处。在这种情况下，传感器和视觉系统可以用来读取条形码，以确保检索系统识别正确选择的项目。
2)决定哪种机械配置最好
一般来说，机械输送系统是专门设计的笛卡儿机器人，其参数由其需要完成的特定任务确定。传送系统格式的常见例子有传送带、h型和i型，如下所述。
一个carousel-style亭在一个圆形旋转的桌子上展示产品。
旋转木马配置的特点是产品在机架上的一个圆形旋转桌子。y轴移动选择项目并将其交付给用户的组件。轴沿着固定在外壳一侧底座上的单一轨道或导轨驱动。传送带式自动售货机的典型用途是在DVD自动售货机，井盘存储，和类似的应用。
接下来是h型配置。如同在传送带配置中，产品被储存在一个封闭的货架上。垂直y轴导轨支持并为沿x轴移动的单个水平轴导轨提供运动。支撑在水平x轴上的滑动部件为z轴提供进进出出的运动，并支撑拾取机构。用途可以是相同的传送带设置，但也可以包括媒体存储以及药丸分配或其他一般零售项目。
一个h形配置运动导轨有垂直轴导轨和水平轴导轨，具有拾取机构。
最后，在i型配置中，x轴由两个轨道引导，支持单个垂直y轴轨道。这个y轴轨道支持滑动组件，提供进进出出的z轴运动，将产品交付给用户。i型配置可用于广泛的通用项目大小和扩展长度操作。
i类型亭具有两个水平支撑轨道和一个垂直移动轨道。
3)选择直线导轨组件
选择线性运动技术时，许多因素播放，如旅行速度，负载，环境和成本来命名。一旦选择机械配置并且理解所涉及的涉及定位产品的因素，选择正确的线性轴承和驱动系统是至关重要的，以便到达预期的生命周期目标 - 以及可靠且一致地执行检索和分配操作。
滚子轴承产品在这些类型的应用中表现良好，因为它们的成本低，高传递速度和力矩负载能力。他们还提供了一致的，可重复的旅行超过延长的长度。例如，当安装为h型配置的垂直y轴导轨时，滚子轴承优于h型配置，这要求高重复性和精度。滚子轴承直线导轨提供平滑，快速和精确的旅行超过延长的长度。然而，凸轮滚子系统可以要求定期润滑和维护，以确保长寿命。
由于其简单的设计和低维护操作，滑动轴承蓬勃发展。它们不含滚动元件，通常是单件式部件。这消除了与停滞滚珠轴承相关的灾难性失败。此外，滑动轴承自润滑，这意味着它们不需要定期添加额外的润滑脂或油。在大多数情况下，滑动轴承对于Z轴抓握系统井功能良好，提供可靠的短行程产品检索。但是，一件事要记住，留意使用滑动轴承是瞬间负荷。
循环球轴承运行在低摩擦，并提供准确和精确的行程。然而，它们比替代方案成本更高，需要适度到复杂的校准过程。
应用这些轴承技术中的每一个取决于输送系统的配置：H型，I型和旋转木马。选择技术时，请记住上述性能因素，以便在现场持续运行。
4)装配设计
kiosk设计的一个挑战因素是组装。由数千个不同的相互连接的部件组成，包括安装组件、紧固件、机械组件、运动控制、传感器、储物柜等等，一个kiosk组件简直就是一个紧凑空间中的复杂拼图。因此，当涉及到安装和安装时，很多东西都可能出错。
面向装配的设计(DFA)原则可以解决这一问题。它们可以减少安装步骤，简化安装，从而降低总安装成本，节省时间。一种方法是将线性导向技术集成到结构框架或整体设计中。例如，设计一个直接加工到框架的线性导轨，可以减少安装组件和紧固件的数量，以及错位和预防性维护问题的机会。
另一个关键问题是结盟。最精密的机电一体化和直线导轨产品不能帮助一个错位的系统。不对中会给输送系统带来相当大的压力，并可能导致失速甚至是整机故障。因此，设计一个简化排列的系统极大地提高了自动售货亭成功的可能性。确保结构框架的角度和平行度的装配程序应该是首要考虑的。将直线导轨与结构框架相结合，可以简化安装人员使用更少组件的工作过程。
同样，传感器和视觉系统的使用可以在组装和分帧过程中提供优势。使用视觉传感器定位从库存中挑选的产品的边缘，允许设计师和建造者使用不那么精确和成本更低的框架或货架结构。这反过来又可以节省时间和金钱，专注于直线运动系统的对准、精度和重复性。
5)选择齿条传动、螺杆传动或皮带传动
线性导向系统可以由多种选择驱动。这些通常是根据应用程序的需要来决定的。然而，重要的是要考虑每一种类型的驱动器的好处，以决定它在kiosk中的最佳使用位置:
导螺杆:一种金属轴，用螺纹和聚合物螺母驱动机械部件。丝杠为短长度调整任务提供非常精确的定位。丝杠可容许的最大长度不同，并基于两个主要因素;临界速度和柱强度。一般来说，螺杆直径越大，就越长。对于kiosk设计，丝杠适合z轴夹持和取放操作。但是，在高负载或加长长度时，一定要小心使用丝杠，因为这两种情况都可能导致丝杠摆动。
架:由电机驱动的小齿轮，引导齿条。齿轮齿条系统成本低，效率高。通常情况下，它们用于长度受限的应用程序或扩展长度的应用程序。对于长度较短的任务，齿轮齿条技术通过消除端块来节省空间。在延长长度的应用，齿条和小齿轮系统优于提供更稳定和刚性比皮带驱动系统。一个缺点是，电机必须与机架和这个设置需要额外的电缆载体。
带:这包括一个驱动皮带轮，皮带，小车和惰轮。皮带传动系统以高速度运行(高达10米/秒)，确保高加速度和持续速度。在亭设计，他们是理想的转移或骑自行车在中等到加长长度。皮带驱动系统配备了钢加固同步带，可提供长达20英尺的可重复行程。然而，随着时间的推移，即使是加固带也会拉伸，导致性能问题。
6)合理规划预期寿命
适当的评估和测试将揭示哪些机械部件需要预防性维护，什么时候应该安排，以及哪些部件会首先出现故障。建立一个确定的预期寿命时间线，一个新的亭是亭设计的关键因素。
自动零售的目的是自助服务。为此成功，必须采取适当的步骤以确保系统使用寿命的机械可靠性。每个单位售货亭都没有现场工程师来解决性能问题。系统必须独自站立;因此，必须设计为持续到生命周期的范围。
首先，使用易于维护的部件。如果可能，安装带有润滑雨刷或自润滑轴承的产品，无需定期润滑，可提高系统的可靠性、性能和寿命。
此外，考虑电缆管理，通常是寿命的关键决定因素。太多，设计师留下电缆安装和路由直到最后，并将其视为在设计过程中的事后。然而，对于高循环系统来说，电缆管理差是早期失败的主要原因。电缆故障的一些常见原因包括错误的连接器，电线和电缆太多，电缆载体选择差和电缆的应变消除不当。
这些常见的错误导致早期电缆载体破损，磨损的电线，最终机器故障。为了避免这个问题，在设计时从一开始就考虑到电缆管理，并在高周期kiosk任务中使用高柔性电缆。
这些只是构成一个确定的kiosk系统的机械方面的许多不同变量中最重要的几个。在kiosk的设计和部署中还有许多其他因素需要考虑例如环境、演示和软件。
随着自动化技术的改进，自助服务亭将继续成为一个日益增长的解决方案，应用于实验室自动化、媒体存储和检索、零售和娱乐行业的多种任务。
中国人民银行线性
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