ビルディングモーションアクチュエーターと段階的なステージから、デザイナーが何百もの部品を注文、在庫、組み立てることを強制します。また、市場に出る時間を増やし、技術者と専門の生産機器が必要です。別の方法は、前のモーションデバイスを注文することです。

ステージとアクチュエーターは、多くの場合、機械の材料紙幣の単なるアイテムです。適切な力、ペイロード、ポジショニング、スピードを提供する場合、マシンビルダーは追加の考慮を与える時間を費やす必要はありません。しかし、企業は、前の段階とアクチュエーターを使用することにより、実際にマシンを改善できます。

このServobelt線形アクチュエーターのような前の段階的な段階は、通常、特にブラケットやコネクタのパーツカウントの減少のおかげで、コンポーネントベースのカウンターパートよりも25〜50％安くなります。また、在庫の設計と維持に関連するコストを削減します。
適切に前処理されたモーションサブシステムは、定義された物理空間内に適合し、マシンのコントロールに結び付けます。通常、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ます。最もシンプルな前のシステムは、アクチュエータとコネクタ以外のもので構成されています。複雑な前の前のステージは、コントロールを追加し、エフェクターを追加してペイロードを移動します。

前のステージは、カスタマイズされているため、コンポーネントが構築したシステムよりも優れていることがよくあります。対照的に、多くのマシンビルダーには、熟練した技術者、備品、レーザー干渉計、およびその他の機器があり、ステージを整列させていません（多くの場合、ミクロンで測定された軸から軸へのアライメントトレランスがあります）。

制御戦略は設計の一部を決定するため、事前に設計された段階は必ずしも従来の設計ルールに従うとは限りません。慣性の不一致を検討してください。典型的な経験則は、プリパッケージアンプとモーターの組み合わせのゲインプリセットを使用する場合の問題を回避するために、20：1未満のペイロード慣性の比率を20：1未満に保つことです。しかし、多くの前の段階は、200：1（または回転テーブルでは4,500：1）の比率を持ち、オーバーシュートなしで正確な動きをしています。ここでは、メーカーはステージのチューニングゲインを動的に変更し、物理的なテストでそれらを検証します。これにより、より小さなモーターが仕事をすることができます。

このようなロータリーステージは通常、ポジショニングに使用されますが、CNCマシンにも適しています。前のステージを最も使用するマシンは、半導体、ウェットベンチ、レーザーカット、パッケージング、ラボの自動化です。
前の段階も信頼できます。新しいモーションシステムを試運転すると、個々の、一見マイナーなコンポーネントが適切に動作することができません。たとえば、故障したコネクタはマシン全体を削除できます。前のステージは、機械に入れられる前に組み立てられてテストされているため、それは起こりません。

例：線形動作
線形ドライブが2つの異なる動きをするアプリケーションを検討してください。 1つは400 mm/秒での長い移動であり、もう1つは13 mmの高速ジョグで、150ミリ秒でターゲット位置から10 µm以内に落ち着く必要があります。移動量は38 kgで、1 µmの光学線形エンコーダーからのフィードバックに基づいて、標的双方向精度±5 µmです。

従来のXYボールスクリューステージは、高価なゼロバックラッシュバージョンを選択しない限り、十分に正確ではありません。線形モーターは別のオプションですが、このアプリケーションは大きくて高価になります。これは、長いモーターコイルだけが300 Nの連続力の要件を満たすためです。また、長いコイルでは、全体的な設計に掃除をする必要があり、他のオプションよりも50％コストがかかります。

Servobelt線形アクチュエーターに基づくこの前のgineerされたマルチアキシス段階は、半導体製造機に追加する前にテストされます。ステージにはバックラッシュがゼロになるため、設計者はコントロールを動的要件に合わせて調整できます。このマシンで高速インデックスの動きを行う唯一の方法は、リニアエンコーダーを使用してサーブロープを閉じることであり、モーターからペイロードまでのバックラッシュフリードライブラインが必要です。
対照的に、ベルト駆動型ドライブに基づいた前の段階的なステージは費用対効果が高くなります。線形エンコーダーのみを使用してシングルループコントロールを使用することができるため、デュアルループ制御は必要ありません。ドライブには本質的に高い機械的減衰があり、これにより、コントロールが短い沈降時間の高いチューニングゲイン（速度と位置のゲインの4倍）を持つことができます。対照的に、線形モーターは、サーボ補形装置のエレクトロニクスの減衰をシミュレートする必要があります。これにより、可能な位置ゲインが減少します。

例：ロータリーモーション
別のアプリケーション、つまり3軸CNCデスクトップミリングマシンを検討してください。これらは通常、線形モーションシステムを使用して、切削工具を配置します。対照的に、前撮影ステージは、回転と線形の位置決めを組み合わせています。ここでは、2つのベルト駆動型回転式デバイスが大径ロータリーベアリングに荷重を運び、互いに向き合っています。 150,000 rpmのエア駆動型のスピンドルが搭載されています。もう1つはワークピースを保持し、180°スピンして、切削工具が40×40×40 mmのボリュームでワークピースの表面の任意のポイントに到達できるようにします。

このCNCミリングマシンは、必要以上に複雑ではない、前の前のステージを使用しています。アプリケーションには、正確性を配置するのではなく、適切な表面仕上げが必要なため、Aberegoesエンコーダーとオープンループ（マシンあたり数千ドルを節約できる可能性があります）を実行します。
ネジ駆動型の線形アクチュエータは線形軸を駆動しますが、回転ヘッドを備えた回転装置は、ワークピースを保持しているデバイスと比較して軸方向に翻訳できます。 3つのデバイスすべてが同期して移動します。線形軸はZ軸の位置決めを処理し、切削工具をワークピースの表面にもたらします。

ロータリーデザインは硬いため、設計が機械加工許容度に応えるのに役立ちます。潤滑された生物オプションは、汚染の可能性を減らし、両方の回転段階のエフェクターは、切断室の壁の単純な回転シールを通って伸びます。アザラシは、液体の切断や空飛ぶセラミックダストから内部の仕組みを保護します。対照的に、XYZステージにはかさばるベローズとアルマジロカバーが必要です。

切削工具とワークピースの回転式位置は、デカルトではなく極座標を使用します（CNC運動学に典型的なように）。コントローラーは、XYZ Gコードコマンドを取り込み、それらをリアルタイムで極座標に変換します。利益？滑らかな表面仕上げを作成するには、回転運動が線形よりも優れています。これは、ボールが装填された状態に出入りするときに「ランブル」であるため、最高の線形ベアリングとボールネジでさえ「ランブル」であるためです。このランブルは、モーションシステムを介して反響し、周期的な表面品質のバリエーションとして部品に表示できます。