I principali progressi compiuti nell’ultimo decennio si sono verificati nei sistemi di controllo e nell’elettronica.

Gli stadi di posizionamento oggi possono soddisfare requisiti di output specifici ed esigenti. Questo perché l'integrazione personalizzata e la più recente programmazione del movimento ora aiutano le fasi a ottenere un'incredibile precisione e sincronizzazione. Inoltre, i progressi nel campo delle parti meccaniche e dei motori stanno aiutando gli OEM a pianificare una migliore integrazione della fase di posizionamento multiasse.

Avanzamenti meccanici per palcoscenici

Considera come le strutture tradizionali dei palchi combinano gli assi lineari nelle combinazioni di attuatori XYZ. In alcuni casi (anche se non in tutti), tali progetti cinematici seriali possono essere ingombranti e presentare errori di posizionamento accumulati. Al contrario, le configurazioni integrate (sia che siano nello stesso formato cartesiano o altre disposizioni come esapodi e piattaforme Stewart) producono un movimento più accurato dettato da algoritmi di controllo senza accumulo di errori di movimento.

Gli stadi convenzionali a vite (con motore e ingranaggi su un'estremità dello stadio) sono facili da implementare quando il carico utile non necessita di una propria alimentazione e la lunghezza complessiva non è un problema. Altrimenti, gli ingranaggi possono entrare nella fase alla fine della corsa del motore, quindi solo la lunghezza del motore si aggiunge all'ingombro complessivo della fase di posizionamento.

Ove necessario, le configurazioni cartesiane possono anche ridurre al minimo gli errori se preintegrate con componenti speciali, ad esempio motori lineari. Questi stanno attualmente facendo grandi passi avanti nei macchinari di produzione per imballaggi ad alta velocità.

Alcuni di questi sottocomponenti si presentano anche in forme che sfidano le nozioni tradizionali sulla morfologia dello stadio. “Le sezioni curve del motore lineare consentono circuiti ovali completi di trasmissione di potenza. Qui, le ruote guida mantengono l'elemento mobile a distanze precise dai magneti per una trasmissione ottimale della forza. Per gli elevati tassi di accelerazione sono necessari materiali speciali per le ruote e design dei cuscinetti: sistemi di movimento impossibili solo pochi anni fa.

Nelle fasi di posizionamento più piccole, dispositivi di feedback più accurati, motori e azionamenti efficienti e cuscinetti con prestazioni più elevate aumentano le prestazioni, soprattutto nelle fasi di nanoposizionamento con motori ad azionamento diretto integrati, ad esempio.

Altrove, le versioni personalizzate dei tradizionali componenti rotativi-lineari aiutano a contenere i costi. Le applicazioni di grande formato possono unire insieme gli stadi di servonastri senza limiti di lunghezza. Alimentare stadi a corsa così lunga con motori lineari può essere troppo costoso, mentre alimentarli con viti o cinghie convenzionali può essere impegnativo.

Quando si decide tra una soluzione personalizzata o un progetto standard, tutto dipende dai requisiti dell'applicazione. Se è disponibile una soluzione standard che soddisfa tutti i requisiti applicativi, questa è la scelta più ovvia. In genere, le configurazioni personalizzate sono più costose ma sono adattate esattamente all'applicazione in questione.

Progressi nell'elettronica degli stadi di posizionamento

L'elettronica con feedback a basso rumore e amplificatori di potenza migliori contribuiscono a migliorare le prestazioni della fase di posizionamento e gli algoritmi di controllo stanno migliorando la precisione di posizionamento e la produttività. In breve, i controlli offrono agli ingegneri più opzioni che mai per il collegamento in rete e la correzione del movimento degli assi della fase di posizionamento.

Consideriamo come gli odierni integratori di linee di confezionamento non abbiano il tempo di creare da zero funzioni multiasse. Questi ingegneri desiderano semplicemente robot in grado di comunicare e di far fluire i prodotti in modo semplice attraverso una serie di postazioni di lavoro. In un numero crescente di casi, la risposta sono controlli specifici, in parte perché i controlli sono molto più economici rispetto a dieci anni fa.

Le applicazioni stimolano l'innovazione nella fase di posizionamento

Numerosi settori, tra cui quello dei semiconduttori e dell'elettronica, quello medico, quello aerospaziale e della difesa, quello automobilistico e quello della produzione di macchinari, stanno stimolando cambiamenti nei palcoscenici e nei portali di oggi.

Sebbene i produttori forniscano progetti personalizzati a tutti i settori, i settori high-tech (come quello medico, dei semiconduttori e dell’archiviazione dati) sono quelli che spingono verso fasi più specializzate. Questo proviene principalmente da clienti che cercano un vantaggio competitivo.

Altri lo vedono in modo leggermente diverso. Vi è una crescente necessità di componenti di movimento piccoli e ad alta precisione per applicazioni nella ricerca avanzata, nelle scienze della vita e nella fisica. Gli stadi di movimento ad alta precisione e di piccolo ingombro, come la serie Miniature Precision (MP), sono ora disponibili presso FUYU per applicazioni scientifiche esigenti.

Il passaggio alla miniaturizzazione dell’industria su larga scala ha certamente spinto alcune fasi di progettazione della fase di posizionamento verso la personalizzazione. Il mercato dell’elettronica di consumo è un fattore trainante nella miniaturizzazione, soprattutto in relazione al packaging sotto forma di telefoni e televisori più sottili, ad esempio. Tuttavia, con questi dispositivi fisicamente più piccoli si ottengono prestazioni migliorate come più spazio di archiviazione e processori più veloci. Ottenere prestazioni migliori qui richiede fasi di automazione più veloci e precise.

Tuttavia, i requisiti di confezionamento del dispositivo e di accoppiamento ottico sono ben al di sotto del micrometro. Combinare queste tolleranze con i requisiti di produttività della produzione in serie crea una difficile sfida di automazione. In molti di questi casi, la fase o le fasi, o, cosa ancora più importante, la soluzione di automazione completa, devono essere personalizzate per soddisfare le esatte esigenze del cliente finale.