マシンを構築する場合、おそらく毎日アクチュエーターとポジショニングステージを使用しています。しかし、これらのモーションデバイスから本当に最高のパフォーマンスまたは最低の所有コストを獲得していますか？答えはあなたが期待するものではないかもしれません。

多くの場合、エンジニアは段階またはアクチュエーターを材料章典の単なる別のアイテムと考えています。モーションデバイスが名目上、望ましいポジショニング、フォース、ペイロード、速度、コスト要件を満たしている限り、行くのは良いことです。

単純なモーション要件を使用すると、ステージまたはアクチュエータの選択へのこのアプローチは、許容できる結果をもたらす可能性があります。ただし、複雑な機械的運動要件を持つマシンは、埋め込まれたモーション設計戦略の恩恵を受けるでしょう。埋め込まれたモーションシステムは、一緒にうまく機能する場合とうまく機能しない場合がある電気機械コンポーネントのコレクションではなく、真のプラグアンドプレイマシンサブシステムとして機能します。

埋め込まれたモーションシステムは、マシン上の事前定義された物理スペースに収まるように設計され、マシンのモーションコントロールシステムに結び付けられ、トップレベルのコンピューターインターフェイス、コントロールカード、またはPLCからコマンドを受け入れる準備ができています。最もシンプルで、埋め込まれたモーションシステムは、ドロップインのインストールを容易にするために接続されたステージまたはアクチュエーターにすぎない場合があります。最も複雑なこれらのモーションサブシステムは、ピンアウトからペイロードまで拡張されます。モーションデバイス自体だけでなく、それが携帯するすべてのものも含まれます。

マシンの動きに対するコンポーネントごとのアプローチと比較して、埋め込まれたモーションはいくつかの説得力のある利点を提供します。

機械的性能

同じステージまたはアクチュエータを使用する場合でも、埋め込まれたモーションシステムは通常、コンポーネント製のモーションシステムを上回ります。その理由は、アプリケーションとアセンブリの専門知識に帰着します。優れた埋め込みモーションベンダーは、困難なポジショニングの問題を解決する長年の経験と、手元のタスクに合わせてカスタマイズできる実績のあるモーションビルディングブロックのコレクションを持っています。彼らは、ステージのダイナミクス、モーションコントロールアーキテクチャ、および運用環境がポジショニング要件にどのように影響するかをよく理解します。

アセンブリに関しては、多くのマシンビルダーには、熟練した技術者、専門的な備品、レーザー干渉計、および最も正確な多軸段階を整列するために必要な他の計測システムがありません。

専門知識を制御します

埋め込まれたモーションシステムは、顧客の要件に応じて、モーションコントロールで出荷される場合としない場合があります。ただし、制御戦略は常に埋め込まれたモーション方程式の一部である必要があります。優れた埋め込みモーションベンダーは、異なるモーション制御プラットフォームとその運動能力が機械的モーションシステムとどのように相互作用するかについて広範な知識を持ちます。この知識により、許容可能な慣性ミスマッチ比など、動的能力の点で可能なことを封筒に押し上げることができます。

信頼性

新しいモーションシステムを試運転する場合、最も一般的な問題のいくつかは、個々の、一見マイナーなコンポーネントが適切に機能しないか、互いに適切に動作できないために発生します。たとえば、単一の故障したコネクタまたは間違ったワイヤーは、最高のモーションステージでも動かないままになる可能性があります。埋め込まれたモーションシステムは、生産マシンに統合される前に組み立てられてテストされているため、このタイプの障害を回避します。個々のコンポーネントで構成されるモーションシステムでは、生産マシンが一緒になるまで、小さな障害と非互換性が検出されない可能性があります。

コスト削減

埋め込まれたモーションシステムは、通常、コンポーネントベースの対応物よりも25〜50％安くなります。部分的には、この節約は、たとえば、ブラケット、コネクタ、その他のコンポーネントで設計することにより、部品数を減らす能力に由来しています。モーションシステムの構築とインストールに関連するすべての隠されたコストコンポーネントを考慮すると、コスト削減は50％を大きく上回る可能性があります。これらには、設計エンジニアリング、在庫、市場までの時間などに関連するコストが含まれます。

多くの種類のアプリケーションは、埋め込まれた動きの利点を享受できます。このアプローチは、数十の半導体、ウェットベンチ、レーザー切断、包装、ラボの自動化機械に実装しました。

モーションシステムの隠されたコスト

コンポーネントで構築されたモーションシステムには、以下を含む、組み込みのモーションアプローチによって排除できる多くの隠されたコストがあります。

1. 市場までの費用。同時エンジニアリングを本質的にサポートする埋め込みモーションシステムは、複雑なマシンの開発時間から数週間または数か月を削ることができます。
2. プログラム、生産、材料管理コスト。埋め込まれたモーションシステムは、単一の材料請求書項目として出荷され、注文、発明、組み立ての数百の部品を排除します。
3. 生産コスト。精密モーションシステムには、熟練した組み立て技術者と、完全な利用率よりも少ないコストをかけるのが難しい場合がある専門的な生産機器が必要です。
4. 保証と障害のコスト。優れた埋め込みモーションベンダーは、システムを失敗しないように保証し、OEMのリスクを軽減します。

この非伝統的なCNCマシンには、理想的な埋め込みモーションアプリケーションのすべての特徴があります。必要な：

1. コントロールと機械的専門知識の両方。極運動の複雑な運動学をサポートするコントロールとアンプと機械システムと結婚するには、システムアプローチと数ヶ月のテストが必要でした。また、この新しいCNCシステムを構築するために、一連のアライメント技術とツールを開発する必要がありました。

2. コンパクトなデザイン、簡単な統合。スペースは、このデスクトップサイズのCNCマシンでプレミアムでした。サーボモジュールのロータリーのデザインは、大きな遮る穴を備えているため、利用可能なスペースを効率的に使用することができました。 100 mmの穴により、空気供給をスピンドルに簡単に持ち込み、ワークピース側に材料のインデクサーを埋め込み、必要なすべての電力接続を作成できました。

3. コスト封じ込め。この組み込みモーションシステムの興味深い側面の1つは、必要以上に複雑ではないということです。主な機能要件には、配置の精度ではなく、表面仕上げが含まれていました。ポジショニングニーズは、少なくとも当社の基準では、実際には非常に控えめです。そのため、直接読み取りエンコーダーをforegoして、システム全体をオープンループモードで実行することができました。これにより、お客様はマシンあたり数千ドルを節約しました。

埋め込まれた動きを始めます

コンポーネントごとのモーションシステムから埋め込まれたモーションシステムへのジャンプは、信仰の飛躍のように思えるかもしれません。結局のところ、モーションコントロールをベンダーにアウトソーシングすることになります。

ただし、適切なベンダーを選択すると、アウトソーシングはパフォーマンスと信頼性が向上して報われます。モーションサブシステムが植物に完全にテストされ、保証され、マシンにドロップする準備ができているため、コストも低下します。