Las plataformas de posicionamiento actuales pueden satisfacer requisitos de producción específicos y exigentes. Esto se debe a que la integración personalizada y lo último en programación de movimiento permiten que las plataformas alcancen una precisión y sincronización increíbles. Además, los avances en componentes mecánicos y motores ayudan a los fabricantes de equipos originales (OEM) a planificar una mejor integración de las plataformas de posicionamiento multieje.

Avances mecánicos para escenarios

Considere cómo las plataformas tradicionales combinan ejes lineales en combinaciones de actuadores XYZ. En algunos casos (aunque no en todos), estos diseños cinemáticos en serie pueden ser voluminosos y presentar errores de posicionamiento acumulados. Por el contrario, las configuraciones integradas (ya sea en el mismo formato de plataforma cartesiana o en otras configuraciones como hexápodos y plataformas Stewart) generan un movimiento más preciso, dictado por algoritmos de control, sin acumulación de errores de movimiento.

Las etapas convencionales accionadas por tornillo (con motor y engranajes en un extremo) son fáciles de implementar cuando la carga útil no requiere alimentación propia y la longitud total no es un problema. De lo contrario, los engranajes pueden ir dentro de la etapa en el extremo del recorrido del motor, de modo que solo la longitud del motor aumenta el espacio total de la etapa de posicionamiento.

Cuando es necesario, las configuraciones cartesianas también pueden minimizar los errores al preintegrarse con componentes especializados, como motores lineales. Estos están teniendo un gran éxito en la maquinaria de producción para el envasado a alta velocidad.

Algunos de estos subcomponentes incluso presentan formas que desafían las nociones tradicionales sobre la morfología de las etapas. Las secciones curvas de los motores lineales permiten bucles ovalados completos de transmisión de potencia. En este caso, las ruedas guía mantienen el elemento móvil a distancias precisas de los imanes para una transmisión óptima de la fuerza. Se requieren materiales especiales para las ruedas y diseños de cojinetes para las altas tasas de aceleración, sistemas de movimiento imposibles hace tan solo unos años.

En etapas de posicionamiento más pequeñas, dispositivos de retroalimentación más precisos, motores y accionamientos eficientes y cojinetes de mayor rendimiento mejoran el rendimiento, especialmente en etapas de nanoposicionamiento con motores de accionamiento directo integrados, por ejemplo.

En otros sectores, las versiones personalizadas de componentes tradicionales de rotación a lineal ayudan a reducir los costos. Las aplicaciones de gran formato pueden unir etapas de servocorreas sin límite de longitud, según Mike Everman, director y director de tecnología de Bell Everman. Alimentar estas etapas de carrera larga con motores lineales puede resultar demasiado costoso, y alimentarlas con tornillos o correas convencionales puede ser un desafío.

Hay una salvedad a tener en cuenta a la hora de elegir entre productos de movimiento personalizados o comerciales listos para usar (COTS).

Al decidir entre una solución personalizada o un diseño estándar, la clave está en los requisitos de la aplicación. Si existe una solución estándar que cumple con todos los requisitos, esta es la opción obvia. Normalmente, las configuraciones personalizadas son más caras, pero se adaptan perfectamente a la aplicación en cuestión.

Avances en la electrónica de las etapas de posicionamiento

La electrónica con retroalimentación de bajo ruido y mejores amplificadores de potencia ayuda a optimizar el rendimiento de la etapa de posicionamiento, y los algoritmos de control están mejorando la precisión y el rendimiento del posicionamiento. En resumen, los controles ofrecen a los ingenieros más opciones que nunca para la interconexión y la corrección del movimiento de los ejes de la etapa de posicionamiento.

Considere cómo los integradores de líneas de envasado actuales no tienen tiempo para desarrollar funciones multieje desde cero. Según Everman, estos ingenieros simplemente buscan robots que se comuniquen y un flujo de producto simple a través de una serie de estaciones de trabajo. En un número cada vez mayor de casos, la respuesta son los controles específicos, en parte porque son mucho más económicos que hace diez años.

Las aplicaciones impulsan la innovación en la etapa de posicionamiento

Varias industrias (semiconductores y electrónica, medicina, aeroespacial y defensa, automotriz y fabricación de maquinaria) están impulsando cambios en los escenarios y pórticos actuales.

Todas estas industrias están impulsando el cambio de una forma u otra. En el movimiento de alta precisión, nos vemos impulsados ​​por industrias que buscan alcanzar niveles de rendimiento y precisión inalcanzables hace tan solo unos años. Somos conscientes de que una solución única nunca se adapta a todos y rara vez se adapta a la mayoría.

Si bien los fabricantes ofrecen diseños personalizados para todas las industrias, las industrias de alta tecnología (como la médica, la de semiconductores y la de almacenamiento de datos) son las que impulsan etapas más especializadas. Esto se debe principalmente a que los clientes buscan una ventaja competitiva.

Otros lo ven de forma algo diferente. Existe una creciente necesidad de componentes de movimiento pequeños y de alta precisión para aplicaciones en investigación avanzada, ciencias de la vida y física. Sin embargo, observa que estas industrias están abandonando las etapas personalizadas para optar por productos estandarizados más fáciles de conseguir. Bishop-Wisecarver ya ofrece etapas de movimiento compactas y de alta precisión, como la serie Miniature Precision (MP), para aplicaciones científicas exigentes.

La transición de la industria a gran escala hacia la miniaturización ha impulsado la personalización del diseño desde la fase de posicionamiento. El mercado de la electrónica de consumo impulsa la miniaturización, especialmente en el caso de los empaques, como teléfonos y televisores más delgados, por ejemplo. Sin embargo, estos dispositivos físicamente más pequeños conllevan un mayor rendimiento, como mayor almacenamiento y procesadores más rápidos. Para lograr un mejor rendimiento, se requieren etapas de automatización más rápidas y precisas.

Sin embargo, los requisitos de empaquetado y acoplamiento óptico del dispositivo son muy inferiores a un micrómetro. La combinación de estas tolerancias con los requisitos de rendimiento de la producción en serie plantea un complejo reto de automatización. En muchos casos, la etapa o etapas —o, aún más importante, la solución de automatización completa— deben personalizarse para satisfacer las necesidades exactas del cliente final.

El IoT está incursionando en las configuraciones de posicionamiento. En el mundo conectado actual, los consumidores esperan que los productos se conecten y funcionen juntos. Sin duda, el IoT alcanzará todos los niveles de control de movimiento y automatización industrial. Nuestros productos están bien equipados para respaldar una fábrica conectada. Ya sea mediante un PLC, bus de campo, conexión inalámbrica, Ethernet o E/S analógico-digitales, nuestros variadores y controladores ofrecen soluciones para la conectividad en la fábrica. Se están desarrollando desarrollos futuros para mejorar aún más esta conectividad.

A medida que avanzamos colectivamente hacia una fábrica conectada con mayores niveles de automatización, aumentará la necesidad de supervisar con precisión el estado de las máquinas. La información fiable y basada en datos sobre el estado de las máquinas tiene el potencial de eliminar fallos imprevistos.

Las capacidades del IoT ya se están utilizando en la fabricación de semiconductores y en tareas de automatización que procesan piezas costosas.

Los sensores integrados en los rodamientos y guías lineales monitorizan los cambios en la temperatura de funcionamiento y las vibraciones adicionales, indicadores clave de fallos en los rodamientos. Al monitorizar estos parámetros en el propio rodamiento, se pueden implementar medidas correctivas antes de que se produzcan fallos.