I principali progressi nel campo della movimentazione negli ultimi dieci anni si sono verificati nei sistemi di controllo e nell'elettronica.

Oggi i sistemi di posizionamento possono soddisfare requisiti di output specifici ed esigenti. Questo grazie all'integrazione personalizzata e alle più recenti tecnologie di programmazione del movimento, che consentono ai sistemi di raggiungere un'accuratezza e una sincronizzazione incredibili. Inoltre, i progressi nei componenti meccanici e nei motori aiutano i produttori di apparecchiature originali (OEM) a pianificare una migliore integrazione tra sistemi di posizionamento multiasse e sistemi di posizionamento.

Progressi meccanici per le fasi

Consideriamo come le tradizionali strutture di posizionamento combinano assi lineari in configurazioni di attuatori XYZ. In alcuni casi (ma non in tutti), tali configurazioni cinematiche seriali possono risultare ingombranti e presentare errori di posizionamento cumulativi. Al contrario, le configurazioni integrate (sia che si tratti di strutture con lo stesso formato cartesiano, sia di altre configurazioni come esapodi e piattaforme Stewart) producono movimenti più precisi, controllati da algoritmi, senza accumulo di errori di movimento.

Le piattaforme di posizionamento convenzionali a vite (con motore e ingranaggi a un'estremità) sono facili da implementare quando il carico utile non necessita di un proprio alimentatore e la lunghezza complessiva non rappresenta un problema. In caso contrario, gli ingranaggi possono essere posizionati all'interno della piattaforma all'estremità lato motore, in modo che solo la lunghezza del motore incida sull'ingombro complessivo della piattaforma di posizionamento.

Ove necessario, i sistemi cartesiani possono anche ridurre al minimo gli errori se pre-integrati con componenti speciali, come ad esempio i motori lineari. Questi ultimi stanno attualmente trovando ampia applicazione nei macchinari di produzione per il confezionamento ad alta velocità.

Alcuni di questi sottocomponenti assumono persino forme che sfidano le nozioni tradizionali sulla morfologia degli stadi. "Le sezioni curve del motore lineare consentono la formazione di anelli ovali completi per la trasmissione di potenza. In questo caso, le ruote di guida mantengono l'elemento mobile a distanze precise dai magneti per una trasmissione ottimale della forza. Materiali speciali per le ruote e design dei cuscinetti sono necessari per le elevate velocità di accelerazione: sistemi di movimento impossibili solo pochi anni fa.

Su piattaforme di posizionamento più piccole, dispositivi di feedback più precisi, motori e azionamenti efficienti e cuscinetti ad alte prestazioni migliorano le prestazioni, soprattutto nelle piattaforme di nanoposizionamento con motori a trasmissione diretta integrati, ad esempio.

In altri ambiti, le versioni personalizzate dei tradizionali componenti di conversione da rotativo a lineare contribuiscono a contenere i costi. Le applicazioni di grande formato possono unire stadi con servocinghie senza limitazioni di lunghezza. Alimentare stadi a corsa lunga con motori lineari può risultare troppo costoso, mentre l'utilizzo di viti o cinghie convenzionali può presentare delle difficoltà.

Quando si tratta di scegliere tra una soluzione personalizzata e una soluzione standard, la decisione finale dipende essenzialmente dai requisiti dell'applicazione. Se è disponibile una soluzione standard che soddisfa tutti i requisiti, questa è la scelta più ovvia. In genere, le configurazioni personalizzate sono più costose, ma sono studiate su misura per l'applicazione specifica.

Progressi nell'elettronica delle fasi di posizionamento

L'elettronica con feedback a basso rumore e amplificatori di potenza più performanti contribuisce a migliorare le prestazioni del sistema di posizionamento, mentre gli algoritmi di controllo ottimizzano la precisione e la produttività. In breve, i sistemi di controllo offrono agli ingegneri più opzioni che mai per la connessione in rete e la correzione del movimento degli assi del sistema di posizionamento.

Si pensi a come gli integratori di linee di confezionamento di oggi non abbiano tempo di progettare funzioni multiasse da zero. Questi ingegneri desiderano semplicemente robot che comunichino tra loro e un flusso di prodotto semplice attraverso una serie di postazioni di lavoro. In un numero crescente di casi, la soluzione è rappresentata da sistemi di controllo specifici, anche perché questi sono molto più economici rispetto a dieci anni fa.

Le applicazioni stimolano l'innovazione nella fase di posizionamento.

Diversi settori industriali – semiconduttori ed elettronica, medicale, aerospaziale e della difesa, automobilistico e della produzione di macchinari – stanno stimolando cambiamenti nei palcoscenici e nelle strutture di supporto odierne.

Sebbene i produttori forniscano progetti personalizzati a tutti i settori, sono i settori ad alta tecnologia (come quello medico, dei semiconduttori e dell'archiviazione dati) a richiedere fasi di lavorazione più specializzate. Ciò è dovuto principalmente alla ricerca di un vantaggio competitivo da parte dei clienti.

Altri la vedono in modo leggermente diverso. C'è una crescente necessità di componenti di movimento piccoli e ad alta precisione per applicazioni nella ricerca avanzata, nelle scienze biologiche e nella fisica. Stadi di movimento compatti e ad alta precisione, come la serie Miniature Precision (MP), sono ora disponibili da FUYU per applicazioni scientifiche esigenti.

La miniaturizzazione su larga scala da parte dell'industria ha certamente spinto alcune fasi di progettazione del posizionamento verso la personalizzazione. Il mercato dell'elettronica di consumo è un motore della miniaturizzazione, soprattutto per quanto riguarda il packaging, come dimostrano ad esempio i telefoni e i televisori più sottili. Tuttavia, a questi dispositivi fisicamente più piccoli corrispondono prestazioni superiori, come maggiore capacità di archiviazione e processori più veloci. Per ottenere prestazioni migliori in questo ambito, sono necessarie fasi di automazione più rapide e precise.

Tuttavia, i requisiti di incapsulamento dei dispositivi e di accoppiamento ottico sono ben al di sotto del micrometro. Conciliare queste tolleranze con i requisiti di produttività della produzione di massa crea una complessa sfida di automazione. In molti di questi casi, la fase o le fasi, o ancor più importante, l'intera soluzione di automazione, devono essere personalizzate per soddisfare le esigenze specifiche del cliente finale.