Les actionneurs de mouvement et les étapes des concepteurs de zéro obligent les concepteurs pour commander, inventaire et assembler des centaines de pièces. Il augmente également le temps de commercialiser et nécessite des techniciens et des équipements de production spécialisés. Une alternative consiste à ordonner les dispositifs de mouvement pré-conçues.

Les étapes et les actionneurs ne sont souvent que des articles sur la note de matériaux d'une machine. S'ils livrent la bonne force, la charge utile, le positionnement et la vitesse, les constructeurs de machines n'ont pas besoin de passer du temps à leur donner une considération supplémentaire. Mais les entreprises peuvent réellement améliorer leurs machines en utilisant des étapes et des actionneurs liés.

Des étapes liées à ce cet actionneur linéaire servobelt coûtent généralement 25 à 50% de moins que leurs homologues basés sur des composants, grâce au nombre réduit de pièces, en particulier des supports et des connecteurs. Ils réduisent également les coûts liés à la conception et à la maintenance des stocks.
Les sous-systèmes de mouvement correctement liés s'adaptent dans un espace physique défini et sont liés aux commandes de la machine. Ils acceptent généralement les commandes à partir d'une interface d'ordinateur de niveau supérieur, d'une carte de contrôle ou d'un PLC. Les systèmes liés les plus simples se composent d'un peu plus qu'un actionneur et des connecteurs. Les étapes complexes liées à l'emploi ajoutent des contrôles et même des effecteurs finaux pour déplacer les charges utiles.

Les étapes liées à la repensé surperformaient souvent les systèmes de composants car ils sont personnalisés. En revanche, de nombreux constructeurs de machines n'ont pas les techniciens, les luminaires et les interféromètres laser qualifiés et autres équipements pour aligner les étapes (qui ont souvent des tolérances d'alignement de l'axe à l'axe mesurées chez les microns).

La stratégie de contrôle dicte une partie de la conception, de sorte que les étapes pré-ingénit ne suivent pas toujours les règles de conception traditionnelles. Considérez l'inadéquation d'inertie. Une règle de base typique consiste à maintenir le rapport de l'inertie de la charge utile à l'inertie du moteur inférieur à 20: 1 pour éviter les problèmes lors de l'utilisation des préréglages de gain d'amplificateur préemballé et de combinaisons de moteurs. Mais de nombreuses étapes liées à des rapports ont des rapports à 200: 1 (ou même 4 500: 1 sur les tables rotatives, par exemple) et font toujours des mouvements précis sans dépassement. Ici, le fabricant modifie dynamiquement les gains de réglage de la scène et les valide avec des tests physiques. Cela permet aux petits moteurs de faire le travail.

Des étapes rotatives comme celle-ci sont généralement utilisées pour le positionnement, mais conviennent également aux machines CNC. Les machines qui utilisent les stades liées le plus sont les plus fusionnés semi-conducteurs, le banc humide, la coupe laser, l'emballage et l'automatisation en laboratoire.
Les étapes liées à la régénération sont également fiables. Lors de la mise en service de nouveaux systèmes de mouvement, des composants individuels et apparemment mineurs ne fonctionnent pas correctement ensemble. Par exemple, un connecteur défectueux peut éliminer une machine entière. Les étapes liées à la régénération sont assemblées et testées avant qu'elles ne soient placées dans des machines, ce qui ne se produit pas.

Exemple: mouvement linéaire
Considérez une application dans laquelle un lecteur linéaire fait deux mouvements différents. L'un est un long voyage à 400 mm / s, et l'autre est un jogging à grande vitesse de 13 mm qui doit se déposer à moins de 10 µm de la position cible en 150 ms. La masse mobile est de 38 kg avec une précision bidirectionnelle cible de ± 5 µm basée sur la rétroaction d'un encodeur linéaire optique de 1 µm.

Les étapes traditionnelles de l'écriture de balle XY ne sont pas suffisamment précises à moins que le constructeur ne choisit des versions chères zéro-backlash. Les moteurs linéaires sont une autre option, mais pour cette application, serait grande et coûteuse, car seule une longue bobine de moteur répondrait à l'exigence de 300 N de force continue. Une bobine longue nécessiterait également des modifications radicales de la conception globale, ce qui le rend 50% plus coûteux que les autres options.

Cette étape Multiaxis liée à la base basée sur des actionneurs linéaires Servobelt est testée avant de l'ajouter à une machine de fabrication de semi-conducteurs. L'étape n'a zéro contrecoup, afin que le concepteur puisse régler les commandes aux exigences dynamiques. Cela est utile car la seule façon de faire des mouvements d'index rapide dans cette machine est de fermer les servoloops à l'aide de l'encodeur linéaire, qui nécessite une transmission sans contrecoups du moteur à la charge utile.
En revanche, un stade lié à la base des disques axés sur la ceinture est rentable. Il n'a pas besoin de contrôle à double boucle car il peut se débrouiller avec un contrôle en boucle unique en utilisant uniquement le codeur linéaire. Le lecteur a également un amortissement mécanique intrinsèquement élevé, ce qui permet aux commandes d'avoir des gains de réglage élevés (à quatre fois la vitesse et les gains de position) pour les temps de décantation courts. En revanche, les moteurs linéaires doivent simuler l'amortissement dans l'électronique de servomamplificateur, ce qui réduit le gain de position possible.

Exemple: mouvement rotatif
Considérez une autre application - une fraiseuse de bureau CNC à trois axes. Ceux-ci utilisent généralement des systèmes de mouvement linéaire pour positionner l'outil de coupe. En revanche, une étape liée à la réduction combine le positionnement rotatif et linéaire. Ici, deux dispositifs rotatifs entraînés par la courroie transportent des charges sur des roulements rotatifs de grand diamètre et se font face. L'un porte une broche basée sur l'air de 150 000 tr / min. L'autre tient la pièce et le tourne à 180 ° afin que l'outil de coupe puisse atteindre n'importe quel point sur la surface de la pièce dans un volume 40 × 40 × 40 mm.

Cette machine à mouler CNC utilise une étape liée à l'emploi qui n'est pas plus complexe qu'elle ne doit l'être. L'application nécessite une bonne finition de surface plutôt que de positionner la précision, donc renonce aux encodeurs et fonctionne en boucle ouverte (économisant potentiellement des milliers de dollars par machine).
Un actionneur linéaire à vis entraîne l'axe linéaire mais laisse le dispositif rotatif avec les têtes de coupe se traduit axialement par rapport à l'appareil tenant la pièce. Les trois appareils se déplacent en synchronisation. L'axe linéaire gère le positionnement de l'axe z et apporte l'outil de coupe sur la face de la pièce.

La conception rotative est rigide, ce qui aide la conception à respecter les tolérances d'usinage. Une option lubrifiée pour la vie réduit la possibilité de contamination, et les effecteurs aux deux stades rotatifs s'étendent à travers de simples joints rotatifs dans une paroi de la chambre de coupe. Les sceaux protègent le fonctionnement intérieur de la coupe du liquide et de la poussière en céramique volante. En revanche, les étapes XYZ nécessitent des soufflets volumineux et des couvercles de tatou.

Le positionnement rotatif de l'outil de coupe et de la pièce utilise des coordonnées polaires, et non cartésiennes (comme il est typique de la cinématique CNC). Le contrôleur prend les commandes XYZ G-Code et les convertit en coordonnées polaires en temps réel. L'avantage? Le mouvement rotatif est meilleur que linéaire pour créer des finitions de surface lisses, car même les meilleurs roulements linéaires et vis à billes «grondent» lorsque les balles circulent dans et hors d'un état chargé. Ce grondement se répercute à travers le système de mouvement et peut apparaître sur les pièces sous forme de variations de qualité de surface périodiques.