बिल्डिंग मोशन एक्ट्यूएटर्स और स्ट्रेच फोर्स फॉर स्क्रैच फोर्स डिज़ाइनर ऑर्डर, इन्वेंट्री, और सैकड़ों भागों को इकट्ठा करते हैं। यह बाजार में भी समय बढ़ाता है और तकनीशियनों और विशेष उत्पादन उपकरणों की आवश्यकता होती है। एक विकल्प प्रीनेगिनर्ड मोशन डिवाइस का ऑर्डर करना है।

स्टेज और एक्ट्यूएटर्स अक्सर मशीन के बिल पर सिर्फ आइटम होते हैं। यदि वे सही बल, पेलोड, स्थिति और गति प्रदान करते हैं, तो मशीन बिल्डरों को उन्हें अतिरिक्त विचार देने में समय बिताने की आवश्यकता नहीं होती है। लेकिन कंपनियां वास्तव में Preengineered चरणों और एक्ट्यूएटर्स का उपयोग करके अपनी मशीनों में सुधार कर सकती हैं।

इस सर्वबेल्ट रैखिक एक्ट्यूएटर जैसे प्रीनेगिन्ड स्टेज आमतौर पर अपने घटक-आधारित समकक्षों की तुलना में 25 से 50% कम खर्च करते हैं, विशेष रूप से कोष्ठक और कनेक्टर्स के लिए कम भाग की गिनती के लिए धन्यवाद। वे डिजाइन और आविष्कारों को बनाए रखने से संबंधित लागतों को भी कम करते हैं।
उचित रूप से preengineered मोशन सबसिस्टम एक परिभाषित भौतिक स्थान के भीतर फिट होते हैं और मशीन के नियंत्रण में टाई करते हैं। वे आम तौर पर एक शीर्ष-स्तरीय कंप्यूटर इंटरफ़ेस, नियंत्रण कार्ड या पीएलसी से कमांड स्वीकार करते हैं। सबसे सरल पूर्वज प्रणाली एक एक्ट्यूएटर और कनेक्टर्स की तुलना में थोड़ा अधिक होती है। कॉम्प्लेक्स प्रीनगिन्ड स्टेज पेलोड को स्थानांतरित करने के लिए नियंत्रण और यहां तक ​​कि अंत भी प्रभाव डालते हैं।

Preengineered चरण अक्सर घटक-निर्मित प्रणालियों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि वे अनुकूलित होते हैं। इसके विपरीत, कई मशीन बिल्डरों के पास कुशल तकनीशियन, फिक्स्चर, और लेजर इंटरफेरोमीटर और अन्य उपकरण नहीं होते हैं, जो चरणों को संरेखित करते हैं (जिसमें अक्सर अक्ष-से-अक्ष संरेखण सहिष्णुता माइक्रोन में मापा जाता है)।

नियंत्रण रणनीति कुछ डिजाइन को निर्धारित करती है, इसलिए पूर्व-इंजीनियर चरण हमेशा पारंपरिक डिजाइन नियमों का पालन नहीं करते हैं। जड़ता बेमेल पर विचार करें। अंगूठे का एक विशिष्ट नियम पेलोड जड़ता का अनुपात 20: 1 से नीचे मोटर जड़ता के अनुपात को बनाए रखना है, ताकि प्रीपेकेज्ड एम्पलीफायर और मोटर संयोजनों के लाभ का उपयोग किया जा सके। लेकिन कई पूर्ववर्ती चरणों में 200: 1 (या यहां तक ​​कि 4,500: 1 रोटरी टेबल पर, उदाहरण के लिए) अनुपात होते हैं और अभी भी बिना किसी ओवरशूट के सटीक चालें बनाते हैं। यहां, निर्माता गतिशील रूप से चरण के ट्यूनिंग लाभ को बदल देता है और उन्हें भौतिक परीक्षणों के साथ मान्य करता है। इससे छोटे मोटर्स काम करते हैं।

इस तरह के रोटरी चरणों का उपयोग आमतौर पर स्थिति के लिए किया जाता है, लेकिन सीएनसी मशीनों के लिए भी उपयुक्त हैं। मशीनें जो प्रीनेगाइन किए गए चरणों का उपयोग करती हैं, वे सबसे अधिक फ्यूज्ड-इन सेमीकंडक्टर, वेट-बेंच, लेजर-कटिंग, पैकेजिंग और लैब ऑटोमेशन हैं।
Preengineered चरण भी विश्वसनीय हैं। नई गति प्रणालियों को कमीशन करते समय, व्यक्तिगत, प्रतीत होता है कि मामूली घटक एक साथ ठीक से काम करने में विफल होते हैं। उदाहरण के लिए, एक दोषपूर्ण कनेक्टर एक पूरी मशीन को नीचे ले जा सकता है। Preengineered चरणों को इकट्ठा किया जाता है और परीक्षण करने से पहले उन्हें मशीनों में डाल दिया जाता है ताकि ऐसा न हो।

उदाहरण: रैखिक गति
एक आवेदन पर विचार करें जिसमें एक रैखिक ड्राइव दो अलग -अलग चालें बनाता है। एक 400 मिमी/सेकंड पर एक लंबी यात्रा है, और दूसरा 13 मिमी की एक उच्च गति वाली जॉग है जिसे 150 मिसे में लक्ष्य स्थिति के 10 माइक्रोन के भीतर बसना होगा। चलती द्रव्यमान 38 किलोग्राम है, जिसमें 1-operm ऑप्टिकल रैखिक एनकोडर से प्रतिक्रिया के आधार पर ± 5 माइक्रोन की लक्ष्य द्विदिश सटीकता है।

पारंपरिक XY बॉल-स्क्रू चरण पर्याप्त सटीक नहीं हैं जब तक कि बिल्डर महंगे शून्य-बैकलैश संस्करण नहीं चुनता है। रैखिक मोटर्स एक और विकल्प हैं, लेकिन इस एप्लिकेशन के लिए बड़े और महंगे होंगे, क्योंकि केवल एक लंबी मोटर कॉइल निरंतर बल के 300 एन के लिए आवश्यकता को पूरा करेगा। एक लंबे कॉइल को समग्र डिजाइन में व्यापक बदलाव की आवश्यकता होगी, जिससे यह अन्य विकल्पों की तुलना में 50% महंगा हो जाएगा।

सर्वोबेल्ट रैखिक एक्ट्यूएटर्स पर आधारित इस प्रीनेगाइनर्ड मल्टीएक्सिस स्टेज का परीक्षण एक सेमीकंडक्टर-मैन्युफैक्चरिंग मशीन में जोड़ने से पहले किया जाता है। चरण में शून्य बैकलैश है, इसलिए डिजाइनर नियंत्रण को गतिशील आवश्यकताओं के लिए ट्यून कर सकता है। यह मददगार है क्योंकि इस मशीन में फास्ट इंडेक्स मूव करने का एकमात्र तरीका रैखिक एनकोडर का उपयोग करके सर्वोलूप्स को बंद करना है, जिसके लिए मोटर से पेलोड तक बैकलैश-फ्री ड्राइवलाइन की आवश्यकता होती है।
इसके विपरीत, बेल्ट-चालित ड्राइव पर आधारित एक पूर्वगामी चरण लागत प्रभावी है। इसे दोहरे लूप नियंत्रण की आवश्यकता नहीं है क्योंकि यह केवल रैखिक एनकोडर का उपयोग करके एकल-लूप नियंत्रण के साथ प्राप्त कर सकता है। ड्राइव में स्वाभाविक रूप से उच्च यांत्रिक भिगोना भी है, जो नियंत्रण को कम बसने के समय के लिए उच्च ट्यूनिंग लाभ (वेग और स्थितिगत लाभ) के लिए उच्च ट्यूनिंग लाभ देता है। इसके विपरीत, रैखिक मोटर्स को सर्वोअम्पलीफायर इलेक्ट्रॉनिक्स में डंपिंग का अनुकरण करना चाहिए, जो संभावित स्थिति को कम करता है।

उदाहरण: रोटरी गति
एक अन्य आवेदन पर विचार करें-एक तीन-अक्ष सीएनसी डेस्कटॉप मिलिंग मशीन। ये आमतौर पर कटिंग टूल को स्थिति में लाने के लिए रैखिक-गति प्रणालियों का उपयोग करते हैं। इसके विपरीत, एक पूर्वगामी चरण रोटरी और रैखिक स्थिति को जोड़ती है। यहां, दो बेल्ट-चालित रोटरी डिवाइस बड़े-व्यास वाले रोटरी बीयरिंगों पर भार उठाते हैं और एक दूसरे का सामना करते हैं। एक 150,000-आरपीएम वायु-चालित स्पिंडल को वहन करता है। अन्य वर्कपीस को पकड़ता है और इसे 180 ° देता है ताकि कटिंग टूल 40 × 40 × 40-मिमी मात्रा में वर्कपीस की सतह पर किसी भी बिंदु तक पहुंच सके।

यह CNC मिलिंग मशीन एक पूर्वजों वाले चरण का उपयोग करती है जो इससे अधिक जटिल नहीं है। एप्लिकेशन को सटीकता की स्थिति के बजाय अच्छी सतह खत्म करने की आवश्यकता होती है, इसलिए एन्कोडर्स और ओपन लूप चलाता है (संभावित रूप से प्रति मशीन हजारों डॉलर की बचत)।
एक स्क्रू-चालित रैखिक एक्ट्यूएटर रैखिक अक्ष को चलाता है, लेकिन रोटरी डिवाइस को कटिंग हेड्स के साथ वर्कपीस को पकड़ने वाले डिवाइस के सापेक्ष अक्षीय रूप से अनुवाद करता है। सभी तीन डिवाइस सिंक में चलते हैं। रैखिक अक्ष Z- अक्ष स्थिति को संभालता है और वर्कपीस के चेहरे पर कटिंग टूल लाता है।

रोटरी डिजाइन कठोर है, जो डिजाइन को मशीनिंग सहिष्णुता को पूरा करने में मदद करता है। एक ल्यूबेड-फॉर-लाइफ विकल्प संदूषण की संभावना को कम करता है, और दोनों रोटरी चरणों पर प्रभावक काटने वाले कक्ष की एक दीवार में सरल रोटरी सील के माध्यम से विस्तारित होते हैं। सील में तरल पदार्थ को काटने और सिरेमिक धूल को उड़ाने से आंतरिक कामकाज की रक्षा होती है। इसके विपरीत, XYZ चरणों में भारी धौंकनी और आर्मडिलो कवर की आवश्यकता होती है।

कटिंग टूल और वर्कपीस की रोटरी पोजिशनिंग ध्रुवीय निर्देशांक का उपयोग करती है, न कि कार्टेशियन (जैसा कि यह सीएनसी किनेमेटिक्स के लिए विशिष्ट है)। नियंत्रक XYZ G-Code कमांड में लेता है और उन्हें वास्तविक समय में ध्रुवीय निर्देशांक में परिवर्तित करता है। लाभ? चिकनी सतह खत्म बनाने के लिए रोटरी गति रैखिक से बेहतर है, क्योंकि यहां तक ​​कि सबसे अच्छा रैखिक बीयरिंग और बॉल स्क्रू "रंबल" के रूप में गेंदों को एक लोड की गई स्थिति में और बाहर प्रसारित किया जाता है। यह गड़गड़ाहट गति प्रणाली के माध्यम से पुनर्जन्म लेती है और भागों पर आवधिक सतह-गुणवत्ता भिन्नता के रूप में दिखाई दे सकती है।