שלבי מיקום כיום יכולים לספק דרישות תפוקה ספציפיות ותובעניות. הסיבה לכך היא אינטגרציה מותאמת אישית והתכנות התנועה העדכניות ביותר עוזרות כעת לשלבים לקבל דיוק וסנכרון מדהימים. יתרה מכך, התקדמות בחלקים ומנועים מכניים מסייעת ליצרני ציוד מקורי לתכנן אינטגרציה טובה יותר של מיקום רב-צירי בשלבי מיקום.

התקדמות מכנית לשלבים

שקול כיצד מבני שלב מסורתי משלבים צירים ליניאריים בשילובי מפעילי XYZ. במקרים מסוימים (אם כי לא בכולם), עיצובים קינמטיים סדרתיים כאלה יכולים להיות מגושמים ולהציג שגיאות מיקום מצטברות. לעומת זאת, הגדרות משולבות (בין אם הן באותו פורמט של שלב קרטזי או סידורים אחרים כגון hexapods ופלטפורמות סטיוארט) פלטות תנועה מדויקת יותר המוכתבת על ידי אלגוריתמי בקר ללא הצטברות שגיאות תנועה.

קל ליישם שלבים מונעים ברגים (עם מנוע וגיר בקצה אחד) כאשר המטען אינו זקוק לאספקת חשמל משלו והאורך הכולל אינו עניין. אחרת, גיר יכול להיכנס לשלב בקצה המנוע של הנסיעה, כך שרק אורך המנוע מוסיף לטביעת הרגל הכוללת של שלב המיקום.

במידת הצורך, הגדרות קרטזיות יכולות גם למזער שגיאות כאשר הן משולבות מראש עם רכיבים מיוחדים - מנועים לינאריים, למשל. אלה עושים כיום פריצות גדולות במכונות ייצור לאריזה במהירות גבוהה.

כמה מרכיבי משנה כאלה מגיעים אפילו בצורות המאתגרות את התפיסות המסורתיות לגבי מורפולוגיה של הבמה. חלקי מנוע ליניאריים מעוקלים מאפשרים לולאות אובליות שלמות של העברת כוח. כאן, גלגלי מנחה מרחיקים את האלמנט הנע במרחקים מדויקים מהמגנטים לתרגום כוח אופטימלי, חומרי גלגלים מיוחדים ועיצובי מיסבים נחוצים לקצבי התאוצה הגבוהים - מערכות תנועה בלתי אפשריות רק לפני כמה שנים.

בשלבי מיקום קטנים יותר, התקני משוב מדויקים יותר, מנועים והנעים יעילים ומסבים בעלי ביצועים גבוהים יותר מגבירים את הביצועים - במיוחד בשלבי מיקום ננו עם מנועים משולבים עם הנעה ישירה, למשל.

במקומות אחרים, גרסאות מותאמות אישית של רכיבים סיבוביים לליניאריים מסורתיים עוזרות להפחית עלויות. יישומים בפורמט גדול יכולים לחבר בין שלבי servobelt ללא הגבלת אורך, לדברי מייק אוורמן, מנהל ומנהל טכנולוגיה ראשי ב-Bell Everman. הפעלת שלבים כה ארוכים עם מנועים לינאריים עלולה להיות יקרה מדי, והפעלתם באמצעות ברגים או חגורות קונבנציונליות עשויה להיות מאתגרת.

יש אזהרה אחת כאשר בוחרים בין מוצרי תנועה מותאמים אישית או מסחריים (COTS).

כאשר מחליטים בין פתרון מותאם אישית או עיצוב מדף, זה באמת מסתכם בדרישות היישום. אם קיים פתרון מדף ועונה על כל דרישות היישום, זו הבחירה המתבקשת. בדרך כלל, הגדרות מותאמות אישית יקרות יותר, אך מותאמות בדיוק לאפליקציה הנידונה.

התקדמות באלקטרוניקה של שלבי מיצוב

אלקטרוניקה עם משוב נמוך רעש ומגברי כוח טובים יותר עוזרים להגביר את ביצועי שלב המיקום, ואלגוריתמי בקרה משפרים את דיוק המיקום ואת התפוקה. בקיצור, בקרות נותנות למהנדסים אפשרויות רבות יותר מאי פעם ליצירת רשתות ותיקון התנועה של צירים בשלבי המיקום.

שקול כיצד לאינטגרטורים של קו האריזה של היום אין זמן לבנות פונקציות מרובי צירים מאפס. המהנדסים האלה פשוט רוצים רובוטים שמתקשרים וזרימת מוצרים פשוטה דרך סדרה של תחנות עבודה, לפי אוורמן. במספר הולך וגדל של מקרים, התשובה היא בקרות למטרות מיוחדות, בין היתר משום שהבקרות הן הרבה יותר חסכוניות מאשר לפני עשר שנים.

יישומים מעודדים חדשנות בשלב המיקום

כמה תעשיות - מוליכים למחצה ואלקטרוניקה, רפואה, תעופה וחלל והגנה, רכב וייצור מכונות - מעודדות שינויים בשלבים ובמבנים של היום.

כל הענפים הללו מניעים שינוי בצורה כזו או אחרת. בתנועה דיוק גבוהה, אנו מונעים על ידי תעשיות המנסות לדחוף את התשואות והדיוקים לרמות שלא ניתן היה להגיע אליהן רק לפני כמה שנים. אנו מבינים שמידה אחת אף פעם לא מתאימה לכולם ולעתים רחוקות מתאימה לרוב.

למרות שהיצרנים מספקים עיצובים מותאמים אישית לכל התעשיות, תעשיות היי-טק (כגון רפואיות, מוליכים למחצה ואחסון נתונים) הן אלו שדוחפות לשלבים מיוחדים יותר. זה בעיקר מלקוחות שמחפשים יתרון תחרותי.

אחרים רואים את זה קצת אחרת. יש צורך גובר ברכיבי תנועה קטנים ודיוק גבוה עבור יישומים במחקר מתקדם, מדעי החיים ופיזיקה. עם זאת, הוא רואה שהענפים הללו מתרחקים משלבים מותאמים לכיוון מוצרים סטנדרטיים זמינים יותר. שלבי תנועה בעלי טביעת רגל קטנה עם דיוק גבוה, כגון סדרת Miniature Precision (MP), זמינים כעת מ-Bishop-Wisecarver עבור יישומים מדעיים תובעניים.

מהלכים בתעשייה בקנה מידה גדול למזעור בהחלט הניעו איזשהו עיצוב בשלב המיקום להתאמה אישית. שוק מוצרי האלקטרוניקה הוא מניע במזעור, במיוחד הקשור לאריזות בצורת טלפונים דקים יותר וטלוויזיות דקות יותר, למשל. עם זאת, עם אותם מכשירים קטנים יותר פיזית מגיעים ביצועים מוגברים כמו יותר אחסון ומעבדים מהירים יותר. השגת ביצועים טובים יותר כאן דורשת שלבי אוטומציה מהירים ומדויקים יותר.

עם זאת, דרישות אריזה וחיבור אופטי של המכשיר נמצאות הרבה מתחת למיקרומטר. צימוד הסובלנות הללו עם דרישות התפוקה של ייצור נפח יוצר אתגר אוטומציה קשה. ברבים מהמקרים הללו, השלב או השלבים - או יותר חשוב מכך, פתרון האוטומציה המלא - חייבים להיות מותאם אישית כדי להתאים לצרכים המדויקים של הלקוח הסופי.

IoT עושה פרידה בהגדרות של שלב המיקום. בעולם המחובר של היום, הצרכנים מצפים שהמוצרים יתחברו ויעבדו יחד. אין ספק שה-IoT יגיע לכל הרמות של בקרת תנועה ואוטומציה במפעל. המוצרים שלנו מצוידים היטב לתמוך במפעל מחובר. בין אם הקישוריות הזו מתרחשת באמצעות PLC, אוטובוס שדה, באופן אלחוטי, Ethernet, או קלט/פלט אנלוגי-דיגיטלי באמצעות כונן, הכוננים והבקרים שלנו מציעים פתרונות לקישוריות במפעל. פיתוחים עתידיים נמצאים בעבודות כדי לשפר עוד יותר את הקישוריות הזו.

ככל שאנו מתקדמים ביחד לעבר המפעל המחובר עם רמות גבוהות יותר של אוטומציה, הצורך לנטר במדויק את תנאי המכונה יגדל. משוב אמין, מונחה נתונים של מצב מכונה, יש לו פוטנציאל לחסל כשל מכונה בלתי צפוי.

יכולות IoT כבר נמצאות בשימוש בייצור מוליכים למחצה ובמשימות אוטומציה המעבדות חלקי עבודה יקרים.

חיישנים משובצים בתוך מיסבים ומובילים ליניאריים יעטרו שינויים בטמפרטורות ההפעלה ורעידות נוספות, אשר שניהם אינדיקטורים מובילים לכשל במסבים. על ידי ניטור פרמטרים אלה, במיסב עצמו, פעולות מתקנות יכולות להפעיל לפני כשל.