Les principales avancées en mouvement au cours de la dernière décennie ont eu lieu dans les systèmes de contrôle et l’électronique.

Aujourd’hui, les étapes de positionnement peuvent satisfaire des exigences de rendement spécifiques et exigeantes. En effet, l'intégration personnalisée et la programmation de mouvement la plus récente permettent désormais aux scènes d'obtenir une précision et une synchronisation incroyables. De plus, les progrès dans le domaine des pièces mécaniques et des moteurs aident les équipementiers à planifier une meilleure intégration des étapes de positionnement multi-axes.

Avancées mécaniques pour les scènes

Considérez comment les constructions de scènes traditionnelles combinent des axes linéaires dans des combinaisons d'actionneurs XYZ. Dans certains cas (mais pas tous), de telles conceptions cinématiques en série peuvent être volumineuses et présenter des erreurs de positionnement accumulées. En revanche, les configurations intégrées (qu'elles soient dans le même format d'étage cartésien ou dans d'autres arrangements tels que les hexapodes et les plates-formes Stewart) produisent un mouvement plus précis dicté par des algorithmes de contrôleur sans accumulation d'erreurs de mouvement.

Les étages à vis conventionnels (avec un moteur et un engrenage à une extrémité de l'étage) sont faciles à mettre en œuvre lorsque la charge utile n'a pas besoin de sa propre alimentation et que la longueur totale n'est pas un problème. Sinon, l'engrenage peut pénétrer à l'intérieur de la platine à la fin de la course du moteur, de sorte que seule la longueur du moteur s'ajoute à l'empreinte globale de la platine de positionnement.

Si nécessaire, les configurations cartésiennes peuvent également minimiser les erreurs lorsqu'elles sont pré-intégrées avec des composants spécialisés (moteurs linéaires, par exemple). Celles-ci font actuellement de grands progrès dans les machines de production pour l’emballage à grande vitesse.

Certains de ces sous-composants se présentent même sous des formes qui remettent en question les notions traditionnelles sur la morphologie des scènes. « Les sections incurvées du moteur linéaire permettent des boucles ovales complètes de transmission de puissance. Ici, les roues de guidage maintiennent l'élément mobile à des distances précises des aimants pour une translation de force optimale. Des matériaux de roue et des conceptions de roulements spéciaux sont nécessaires pour les taux d'accélération élevés – des systèmes de mouvement impossibles il y a seulement quelques années.

Sur les étages de positionnement plus petits, des dispositifs de rétroaction plus précis, des moteurs et entraînements efficaces et des roulements plus performants améliorent les performances, en particulier dans les étages de nanopositionnement avec des moteurs à entraînement direct intégrés, par exemple.

Ailleurs, des versions personnalisées de composants rotatifs à linéaires traditionnels permettent de réduire les coûts. Les applications grand format peuvent assembler les étages de servo-courroies sans limitation de longueur. Alimenter des étages à course aussi longue avec des moteurs linéaires peut s'avérer trop coûteux, et les alimenter avec des vis ou des courroies conventionnelles peut s'avérer difficile.

Lorsque vous décidez entre une solution personnalisée ou une conception prête à l'emploi, cela dépend vraiment des exigences de l'application. Si une solution prête à l’emploi est disponible et répond à toutes les exigences de l’application, c’est le choix évident. En règle générale, les configurations personnalisées sont plus coûteuses mais sont exactement adaptées à l'application concernée.

Avancées dans l’électronique des platines de positionnement

L'électronique dotée d'un retour à faible bruit et de meilleurs amplificateurs de puissance contribue à améliorer les performances de l'étape de positionnement, et les algorithmes de contrôle améliorent la précision et le débit du positionnement. En bref, les commandes offrent aux ingénieurs plus d'options que jamais pour la mise en réseau et la correction du mouvement des axes de l'étage de positionnement.

Considérez que les intégrateurs de lignes de conditionnement d'aujourd'hui n'ont pas le temps de créer des fonctions multi-axes à partir de zéro. Ces ingénieurs veulent simplement des robots qui communiquent et permettent un flux simple des produits via une série de postes de travail. Dans un nombre croissant de cas, la réponse réside dans des contrôles spécialisés, en partie parce que les contrôles sont bien plus économiques qu’ils ne l’étaient il y a dix ans.

Les applications stimulent l’innovation au stade du positionnement

Plusieurs secteurs – semi-conducteurs et électronique, médical, aérospatial et défense, automobile et fabrication de machines – stimulent les changements dans les étapes et les portiques d'aujourd'hui.

Bien que les fabricants proposent des conceptions personnalisées à tous les secteurs, ce sont les secteurs de haute technologie (comme le médical, les semi-conducteurs et le stockage de données) qui poussent à des étapes plus spécialisées. Il s’agit principalement de clients recherchant un avantage concurrentiel.

D’autres voient les choses un peu différemment. Il existe un besoin croissant de petits composants de mouvement de haute précision pour les applications dans la recherche avancée, les sciences de la vie et la physique. Les platines de mouvement de haute précision à faible encombrement, telles que la série Miniature Precision (MP), sont désormais disponibles auprès de FUYU pour les applications scientifiques exigeantes.

L’évolution de l’industrie à grande échelle vers la miniaturisation a certainement conduit certaines conceptions de positionnement vers la personnalisation. Le marché de l’électronique grand public est un moteur de miniaturisation, notamment en ce qui concerne les emballages sous forme de téléphones et de téléviseurs plus fins, par exemple. Cependant, ces appareils physiquement plus petits s'accompagnent de performances accrues, telles qu'un stockage plus important et des processeurs plus rapides. Obtenir de meilleures performances ici nécessite des étapes d’automatisation plus rapides et plus précises.

Cependant, les exigences en matière d'emballage des appareils et de couplage optique sont bien inférieures au micromètre. Associer ces tolérances aux exigences de débit de la production en volume crée un défi d'automatisation difficile. Dans bon nombre de ces cas, la ou les étapes (ou, plus important encore, la solution d'automatisation complète) doivent être personnalisées pour répondre exactement aux besoins du client final.