لقد حدثت التطورات الرئيسية في الحركة خلال العقد الماضي في أنظمة التحكم والإلكترونيات.

تستطيع منصات تحديد المواقع اليوم تلبية متطلبات إنتاجية محددة وصعبة. ويعود ذلك إلى أن التكامل المخصص وأحدث تقنيات برمجة الحركة يُمكّن المنصات من تحقيق دقة وتزامن مذهلين. علاوة على ذلك، تُساعد التطورات في الأجزاء الميكانيكية والمحركات مُصنّعي المعدات الأصلية على التخطيط لتكامل أفضل بين منصات تحديد المواقع متعددة المحاور.

التطورات الميكانيكية للمراحل

فكر في كيفية دمج مراحل البناء التقليدية للمحاور الخطية في مجموعات مشغلات XYZ. في بعض الحالات (وليس كلها)، قد تكون هذه التصاميم الحركية التسلسلية ضخمة وتُظهر أخطاءً متراكمة في تحديد المواقع. في المقابل، تُنتج الإعدادات المتكاملة (سواءً كانت بنفس تنسيق المرحلة الديكارتية أو بترتيبات أخرى مثل سداسي الأرجل ومنصات ستيوارت) حركةً أكثر دقةً تُمليها خوارزميات التحكم دون تراكم أخطاء الحركة.

المراحل التقليدية المُدارة بالبراغي (بمحرك وتروس في أحد طرفيها) سهلة التركيب عندما لا تحتاج الحمولة إلى مصدر طاقة خاص بها، ولا يُشكل الطول الإجمالي مشكلة. وإلا، يُمكن وضع التروس داخل المرحلة عند نهاية مسار المحرك، وبالتالي يُضاف طول المحرك فقط إلى المساحة الإجمالية لمرحلة التموضع.

عند الحاجة، يمكن للتركيبات الديكارتية أيضًا تقليل الأخطاء عند دمجها مسبقًا مع مكونات متخصصة، مثل المحركات الخطية. وتُحقق هذه التركيبات حاليًا تقدمًا كبيرًا في آلات الإنتاج المستخدمة في التغليف عالي السرعة.

بعض هذه المكونات الفرعية تأتي بأشكال تتحدى المفاهيم التقليدية حول شكل المسرح. "تتيح أقسام المحرك الخطي المنحنية حلقات بيضاوية كاملة لنقل الطاقة. هنا، تُبقي عجلات التوجيه العنصر المتحرك على مسافات دقيقة بعيدًا عن المغناطيسات لتحقيق نقل مثالي للقوة. تُعد مواد العجلات وتصاميم المحامل الخاصة ضرورية لمعدلات التسارع العالية - وهي أنظمة حركة كانت مستحيلة قبل بضع سنوات فقط.

في مراحل تحديد المواقع الأصغر حجمًا، تعمل أجهزة التغذية الراجعة الأكثر دقة، والمحركات ومحركات الدفع الفعالة، والمحامل ذات الأداء الأعلى على تعزيز الأداء - وخاصة في مراحل تحديد المواقع النانوية مع محركات الدفع المباشر المتكاملة، على سبيل المثال.

في مجالات أخرى، تُساعد الإصدارات المُخصصة من المكونات الدوارة الخطية التقليدية على خفض التكاليف. يُمكن للتطبيقات كبيرة الحجم ربط مراحل أحزمة السيرفو معًا دون قيود على الطول. قد يكون تشغيل هذه المراحل طويلة الشوط بمحركات خطية مكلفًا للغاية، كما أن تشغيلها باستخدام البراغي أو الأحزمة التقليدية قد يُمثل تحديًا.

عند الاختيار بين حل مخصص أو تصميم جاهز، يعتمد الأمر في الواقع على متطلبات التطبيق. إذا توفر حل جاهز يلبي جميع متطلبات التطبيق، فهذا هو الخيار الأمثل. عادةً ما تكون الإعدادات المخصصة أكثر تكلفة، ولكنها مصممة خصيصًا للتطبيق المطلوب.

التطورات في إلكترونيات مراحل تحديد المواقع

تُسهم الإلكترونيات ذات التغذية الراجعة منخفضة الضوضاء ومُضخِّمات الطاقة المُحسَّنة في تعزيز أداء مرحلة تحديد المواقع، كما تُحسِّن خوارزميات التحكم دقة تحديد المواقع وإنتاجيتها. باختصار، تُتيح أدوات التحكم للمهندسين خياراتٍ أوسع من أي وقت مضى لربط وتصحيح حركة محاور مرحلة تحديد المواقع.

تأمّل كيف أن مُدمجي خطوط التعبئة والتغليف اليوم لا يملكون الوقت الكافي لبناء وظائف متعددة المحاور من الصفر. هؤلاء المهندسون يريدون ببساطة روبوتات تتواصل وتُسهّل تدفق المنتجات عبر سلسلة من محطات العمل. في حالات متزايدة، يكمن الحل في أجهزة تحكم لأغراض خاصة، ويعود ذلك جزئيًا إلى أن أجهزة التحكم أصبحت أكثر توفيرًا بكثير مما كانت عليه قبل عشر سنوات.

التطبيقات تحفز الابتكار في مرحلة تحديد المواقع

إن العديد من الصناعات - أشباه الموصلات والإلكترونيات، والصناعات الطبية، والفضاء والدفاع، والسيارات، وتصنيع الآلات - تحفز التغييرات في مراحلها ومنشآتها اليوم.

على الرغم من أن المصنّعين يقدّمون تصاميم مخصصة لجميع الصناعات، إلا أن الصناعات عالية التقنية (مثل الصناعات الطبية، وأشباه الموصلات، وتخزين البيانات) هي التي تسعى إلى مراحل أكثر تخصصًا. ويعود ذلك أساسًا إلى العملاء الذين يبحثون عن ميزة تنافسية.

يرى آخرون الأمر بشكل مختلف بعض الشيء. هناك حاجة متزايدة لمكونات حركة صغيرة وعالية الدقة لتطبيقات الأبحاث المتقدمة وعلوم الحياة والفيزياء. تتوفر الآن من شركة FUYU مراحل حركة عالية الدقة وصغيرة الحجم، مثل سلسلة Miniature Precision (MP)، للتطبيقات العلمية المعقدة.

لا شك أن توجه الصناعات واسعة النطاق نحو التصغير قد دفع بعض تصميمات مرحلة تحديد المواقع نحو التخصيص. ويُعدّ سوق الإلكترونيات الاستهلاكية محركًا رئيسيًا في هذا التصغير، لا سيما فيما يتعلق بالتغليف على شكل هواتف وأجهزة تلفزيون أنحف، على سبيل المثال. ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة الأصغر حجمًا تأتي بأداء أفضل، مثل سعة تخزين أكبر ومعالجات أسرع. ويتطلب تحسين الأداء هنا مراحل أتمتة أسرع وأكثر دقة.

مع ذلك، فإن متطلبات تغليف الأجهزة والربط البصري أقل بكثير من الميكرومتر. ويؤدي ربط هذه التفاوتات بمتطلبات الإنتاج بكميات كبيرة إلى خلق تحدي أتمتة صعب. في كثير من هذه الحالات، يجب أن تُصمم المرحلة أو المراحل - أو الأهم من ذلك، حل الأتمتة الكامل - خصيصًا لتلبية احتياجات العميل النهائي بدقة.