Bauen Sie Bewegungsanträge und Phasen von Kratzer, die Designer für Hunderte von Teilen bestellen, inventarisieren und zusammenstellen. Es erhöht auch die Marktzeit und erfordert Techniker und spezialisierte Produktionsanlagen. Eine Alternative besteht darin, preengine bewegte Bewegungsgeräte zu bestellen.

Stufen und Aktuatoren sind oft nur Gegenstände auf dem Materialzusammensatz einer Maschine. Wenn sie die richtige Kraft, Nutzlast, Positionierung und Geschwindigkeit liefern, müssen Maschinenbauunternehmen keine Zeit damit verbringen, ihnen zusätzliche Überlegungen zu geben. Aber Unternehmen können ihre Maschinen tatsächlich verbessern, indem sie vorbereitete Stufen und Aktuatoren einsetzen.

Preengineered Stadien wie dieser lineare Servobelt-Aktuator kosten in der Regel 25 bis 50% weniger als ihre komponentenbasierten Gegenstücke, dank der reduzierten Teilzahlen, insbesondere von Klammern und Anschlüssen. Sie senken auch die Kosten im Zusammenhang mit dem Entwurf und der Aufrechterhaltung von Lagerbeständen.
Die ordnungsgemäße Preengine -Bewegungs -Subsysteme passen in einen definierten physischen Raum und binden Sie in die Bedienelemente der Maschine. Sie akzeptieren in der Regel Befehle von einer Computerschnittstelle, der Steuerkarte oder einer SPS. Die einfachsten preenginen Systeme bestehen aus kaum mehr als einem Aktuator und einer Steckdosen. Komplexe Preengine -Stadien fügen Kontrollen hinzu und sogar Effektoren, um Nutzlasten zu verschieben.

Preengine-Stadien übertreffen häufig von Komponenten gebaute Systeme, da sie angepasst werden. Im Gegensatz dazu verfügen viele Maschinenbauer nicht über die qualifizierten Techniker, Armaturen und Laserinterferometer und andere Geräte, um Stadien auszurichten (die häufig in Mikrometern gemessene Achsen-A-Achse-Ausrichtungstoleranzen aufweisen).

Die Kontrollstrategie bestimmt einen Teil des Designs, sodass vorgefertigte Stufen nicht immer herkömmliche Designregeln folgen. Betrachten Sie Trägheitsfehlanpassungen. Eine typische Faustregel ist es, das Verhältnis der Trägheit der Nutzlast zu motorischer Trägheit unter 20: 1 zu halten, um Probleme zu vermeiden, wenn die Gewinnvoreinstellungen von vorverpacktem Verstärker und Motorkombinationen verwendet werden. Aber viele preengineerierte Stufen haben Verhältnisse zu 200: 1 (oder sogar 4.500: 1 auf Rotationstabellen) und machen immer noch genaue Bewegungen ohne Überschwingen. Hier verändert der Hersteller die Stimmgewinne der Bühne dynamisch und validiert sie mit physischen Tests. Dadurch ermöglicht kleinere Motoren den Job.

Rotary -Stadien wie diese werden normalerweise zur Positionierung verwendet, sind jedoch auch für CNC -Maschinen geeignet. Maschinen, die am meisten vorpreengineerte Stadien verwenden, sind Halbleiter, Wet-Bench, Laserschnitte, Verpackung und Laborautomatisierung.
Preengineed Stadien sind ebenfalls zuverlässig. Bei der Inbetriebnahme neuer Bewegungssysteme funktionieren individuelle, scheinbar kleine Komponenten nicht ordnungsgemäß zusammen. Zum Beispiel kann ein fehlerhafter Anschluss eine ganze Maschine abnehmen. Preengineered Stadien werden zusammengestellt und getestet, bevor sie in Maschinen gesteckt werden, sodass dies nicht passiert.

Beispiel: Lineare Bewegung
Betrachten Sie eine Anwendung, bei der ein lineares Laufwerk zwei verschiedene Bewegungen ausführt. Einer ist ein langes Reisen mit 400 mm/s, und der andere ist ein Hochgeschwindigkeitsjog von 13 mm, der sich in 150 ms auf 10 µm von der Zielposition niederlassen muss. Die sich bewegende Masse beträgt 38 kg mit einer bidirektionalen Zielgenauigkeit von ± 5 µm, basierend auf Rückkopplungen aus einem optischen 1-µm-linearen Encoder.

Herkömmliche XY-Ball-Screw-Stufen sind nicht präzise genug, es sei denn, der Bauherr wählt teure Null-Backlash-Versionen aus. Lineare Motoren sind eine weitere Option, aber für diese Anwendung wäre groß und teuer, da nur eine lange Motorspule die Anforderung für 300 n kontinuierlicher Kraft erfüllen würde. Eine lange Spule müsste auch Änderungen am Gesamtdesign erfordern, was zu 50% teurer ist als andere Optionen.

Diese preengineerierte Multiaxis-Stufe basierend auf Servobelt-linearen Aktuatoren wird getestet, bevor sie zu einer Halbleiter-Herstellungsmaschine hinzugefügt wird. Die Bühne hat keine Rückschläge, sodass der Designer die Steuerelemente auf dynamische Anforderungen einstellen kann. Dies ist hilfreich, da die einzige Möglichkeit, in dieser Maschine schnelle Indexbewegungen vorzunehmen, darin besteht, die Servoloops mit dem linearen Encoder zu schließen, der einen Rückschlag vom Motor zur Nutzlast erfordert.
Im Gegensatz dazu ist eine preeNgineerierte Stufe, die auf gürtgetriebenen Laufwerken basiert, kostengünstig. Es braucht keine doppelte Schleifsteuerung, da es mit nur dem linearen Encoder mit einer Schleifensteuerung auskommen kann. Der Antrieb hat auch von Natur aus eine hohe mechanische Dämpfung, wodurch die Kontrollen für kurze Absetzzeiten hohe Stimmgewinne (bis viermal so hoch wie die Geschwindigkeits- und Positionsgewinne) erzielt werden können. Im Gegensatz dazu müssen lineare Motoren die Dämpfung in der Servoamplifikatorelektronik simulieren, wodurch die mögliche Positionsgewinn verringert wird.

Beispiel: Drehbewegung
Betrachten Sie eine andere Anwendung-eine dreiachsige CNC-Desktop-Fräsmaschine. Diese verwenden normalerweise Linear-Motion-Systeme, um das Schneidwerkzeug zu positionieren. Im Gegensatz dazu kombiniert eine preengineerte Stufe die Rotary- und Linearpositionierung. Hier tragen zwei gürtelgetriebene Rotationsgeräte Ladungen auf Rotationslagern mit großer Durchmesser und sich gegenseitig. Man trägt eine luftgetriebene Spindel von 150.000 U / min. Der andere hält das Werkstück und dreht es um 180 °, damit das Schneidwerkzeug jeden Punkt auf der Oberfläche des Werkstücks in einem 40 × 40 × 40-mm-Volumen erreichen kann.

Diese CNC -Fräsmaschine verwendet eine preeNgineerierte Stufe, die nicht komplexer ist, als sie sein muss. Die Anwendung benötigt eher eine gute Oberflächenbeschaffung als die Positionierung der Genauigkeit. Daher verzichtet auf Encoder und betreibt offene Schleife (potenziell Tausende von Dollar pro Maschine).
Ein scheißorientierter linearer Aktuator treibt die lineare Achse an, lässt das Rotationsgerät mit den Schneidköpfen axial relativ zum Gerät übertragen, das das Werkstück hält. Alle drei Geräte bewegen sich synchron. Die lineare Achse behandelt die Z-Achse-Positionierung und bringt das Schneidwerkzeug in die Gesicht des Werkstücks.

Das Rotary -Design ist steif, was dem Design hilft, Bearbeitungstoleranzen zu erfüllen. Eine geschmierte Option für das Leben verringert die Möglichkeit einer Kontamination, und die Effektoren in beiden Rotationsstadien erstrecken sich durch einfache Rotationsdichtungen in einer Wand der Schneidkammer. Dichtungen schützen innere Arbeiten vor Schneiden von Flüssigkeiten und fliegendem Keramikstaub. Im Gegensatz dazu erfordern XYZ -Stadien sperrige Balg- und Armadillo -Abdeckungen.

Die Rotary -Positionierung des Schneidwerkzeugs und des Werkstücks verwendet polare Koordinaten, nicht kartesisch (wie es typisch für die CNC -Kinematik). Der Controller nimmt XYZ G-Code-Befehle auf und wandelt sie in Echtzeit in polare Koordinaten um. Der Nutzen? Die Drehbewegung ist besser als linear, um glatte Oberflächen -Oberflächen zu erzeugen, da selbst die besten linearen Lager und Kugelschrauben „rumpeln“, wenn die Kugeln in und aus einem beladenen Zustand zirkulieren. Dieser Rumble ist durch das Bewegungssystem nachhallt und kann als periodische Variationen in der Qualitätsqualität auf Teilen angezeigt werden.