기계를 제작한다면 아마도 매일 액추에이터와 위치 지정 단계를 다루게 될 것입니다. 하지만 실제로 이러한 모션 장치에서 최고의 성능을 얻거나 최저 소유 비용을 얻을 수 있습니까? 대답은 당신이 기대하는 것과 다를 수 있습니다.

엔지니어들은 스테이지나 액추에이터를 단지 자재 명세서의 또 다른 항목으로 생각하는 경우가 많습니다. 모션 장치가 명목상 원하는 위치 지정, 힘, 탑재량, 속도 및 비용 요구 사항을 충족하는 한 계속 사용하는 것이 좋습니다.

간단한 모션 요구 사항으로 스테이지 또는 액추에이터 선택에 대한 이러한 접근 방식은 허용 가능한 결과를 얻을 수 있습니다. 그러나 복잡한 기계적 모션 요구 사항이 있는 기계는 임베디드 모션 설계 전략의 이점을 누릴 수 있습니다. 서로 잘 작동하거나 작동하지 않을 수 있는 전기 기계 구성 요소 모음이 아닌 내장형 모션 시스템은 진정한 플러그 앤 플레이 기계 하위 시스템으로 작동합니다.

임베디드 모션 시스템은 기계의 사전 정의된 물리적 공간에 맞고 기계의 모션 제어 시스템에 연결되도록 설계되어 최상위 컴퓨터 인터페이스, 제어 카드 또는 PLC의 명령을 받아들일 준비가 되어 있습니다. 가장 단순한 임베디드 모션 시스템은 드롭인 설치를 더 쉽게 하기 위해 커넥터화된 스테이지나 액추에이터로 구성될 수 있습니다. 가장 복잡한 경우 이러한 모션 하위 시스템은 핀아웃에서 페이로드까지 확장됩니다. 여기에는 모션 장치 자체뿐 아니라 모션 장치에 포함된 모든 것이 포함됩니다.

기계 이동에 대한 구성요소별 접근 방식과 비교할 때 임베디드 모션은 다음과 같은 몇 가지 강력한 이점을 제공합니다.

기계적 성능

동일한 스테이지나 액추에이터를 사용하더라도 임베디드 모션 시스템은 일반적으로 구성 요소 기반 모션 시스템보다 성능이 뛰어납니다. 그 이유는 적용 및 조립 전문성으로 귀결됩니다. 훌륭한 임베디드 모션 공급업체는 어려운 포지셔닝 문제를 해결한 다년간의 경험과 당면한 작업에 맞게 맞춤화할 수 있는 입증된 모션 빌딩 블록 모음을 보유하고 있을 것입니다. 그들은 무대 역학, 모션 제어 아키텍처 및 운영 환경이 포지셔닝 요구 사항에 어떻게 영향을 미치는지 자세히 이해하게 됩니다.

조립의 경우, 많은 기계 제작업체에는 가장 정밀한 다축 스테이지를 정렬하는 데 필요한 숙련된 기술자, 특수 고정 장치, 레이저 간섭계 및 기타 계측 시스템이 부족합니다. 이러한 스테이지의 축 간 정렬 공차는 미크론 단위로 측정되는 경우가 많습니다.

제어 전문성

임베디드 모션 시스템은 고객 요구 사항에 따라 모션 컨트롤과 함께 제공되거나 제공되지 않을 수 있습니다. 그러나 제어 전략은 항상 내장된 모션 방정식의 일부여야 합니다. 우수한 임베디드 모션 공급업체는 다양한 모션 제어 플랫폼과 해당 플랫폼의 운동학적 기능이 기계 모션 시스템과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 광범위한 지식을 보유하고 있습니다. 이러한 지식을 통해 허용 가능한 관성 불일치 비율과 같은 동적 기능 측면에서 가능한 것의 한계를 뛰어넘을 수 있습니다.

신뢰할 수 있음

새로운 모션 시스템을 시운전할 때 가장 일반적인 문제 중 일부는 사소해 보이는 개별 구성 요소가 제대로 작동하지 않거나 서로 제대로 작동하지 않기 때문에 발생합니다. 예를 들어, 단일 결함이 있는 커넥터나 잘못된 와이어로 인해 최고의 모션 스테이지도 움직이지 않을 수 있습니다. 임베디드 모션 시스템은 생산 기계에 통합되기 전에 시스템으로 조립 및 테스트되므로 이러한 유형의 오류를 방지합니다. 개별 구성 요소로 구성된 모션 시스템을 사용하면 생산 기계가 통합될 때까지 작은 오류와 비호환성이 감지되지 않을 수 있습니다.

비용 절감

임베디드 모션 시스템은 일반적으로 구성 요소 기반 시스템보다 비용이 25~50% 저렴합니다. 부분적으로 이러한 절감은 브래킷, 커넥터 및 기타 구성 요소를 설계하여 부품 수를 줄이는 능력에서 비롯됩니다. 모션 시스템 구축 및 설치와 관련된 모든 숨겨진 비용 구성 요소를 고려하면 비용 절감 효과는 50% 이상으로 치솟을 수 있습니다. 여기에는 설계 엔지니어링, 재고, 출시 기간 등과 관련된 비용이 포함됩니다.

다양한 유형의 애플리케이션이 임베디드 모션의 이점을 누릴 수 있습니다. 우리는 수십 개의 반도체, 습식 벤치, 레이저 절단, 포장 및 실험실 자동화 기계에 이 접근 방식을 구현했습니다.

모션 시스템의 숨겨진 비용

구성 요소 기반 모션 시스템에는 다음을 포함하여 임베디드 모션 접근 방식으로 제거할 수 있는 숨겨진 비용이 많이 있습니다.

1. 출시 시간 비용. 본질적으로 동시 엔지니어링을 지원하는 임베디드 모션 시스템은 복잡한 기계의 개발 시간을 몇 주 또는 몇 달 단축할 수 있습니다.
2. 프로그램, 생산 및 자재 관리 비용. 임베디드 모션 시스템은 단일 BOM 품목으로 배송되므로 주문, 재고 조사 및 조립해야 할 수백 개의 부품이 필요하지 않습니다.
3. 생산 비용. 정밀 모션 시스템에는 숙련된 조립 기술자와 전문 생산 장비가 필요하므로 최대 활용률 미만에서는 비용을 정당화하기 어려울 수 있습니다.
4. 보증 및 실패 비용. 우수한 임베디드 모션 공급업체는 시스템 오류에 대해 보증하고 작업을 지원하므로 OEM의 위험이 줄어듭니다.

이 비전통적인 CNC 기계는 이상적인 임베디드 모션 애플리케이션의 모든 특징을 갖추고 있습니다. 필요한 사항은 다음과 같습니다.

1. 제어 및 기계 전문 지식 모두.극 운동을 위한 복잡한 운동학을 지원하는 제어 장치 및 증폭기와 기계 시스템을 결합하려면 시스템 접근 방식과 수개월 간의 테스트가 필요했습니다. 우리는 또한 이 새로운 CNC 시스템을 구축하기 위해 일련의 정렬 기술과 도구를 개발해야 했습니다.

2. 컴팩트한 디자인, 쉬운 통합.이 데스크톱 크기의 CNC 기계에서는 공간이 매우 중요했습니다. 방해받지 않는 큰 관통 구멍을 특징으로 하는 서보 모듈 로터리의 디자인으로 인해 사용 가능한 공간을 효율적으로 사용할 수 있었습니다. 100mm 관통 구멍을 통해 공기 공급 장치를 스핀들에 바로 가져오고 작업물 측면에 재료 인덱서를 내장하고 필요한 모든 전원 연결을 쉽게 수행할 수 있습니다.

3. 비용 억제.이 임베디드 모션 시스템의 흥미로운 측면 중 하나는 필요 이상으로 복잡하지 않다는 것입니다. 주요 기능 요구 사항은 위치 정확도가 아니라 표면 마감과 관련이 있습니다. 적어도 우리 기준으로는 포지셔닝 요구 사항이 실제로 매우 미미합니다. 그래서 우리는 직접 판독 인코더를 사용하지 않고 전체 시스템을 개방 루프 모드에서 실행할 수 있었습니다. 이를 통해 고객은 기계당 수천 달러를 절약할 수 있었습니다.

임베디드 모션 시작하기

구성요소별 모션 시스템에서 임베디드 모션 시스템으로의 도약은 믿음의 도약처럼 보일 수 있습니다. 결국 모션 제어를 공급업체에 아웃소싱하게 됩니다.

하지만 올바른 공급업체를 선택하면 아웃소싱을 통해 성능과 안정성이 향상됩니다. 모션 하위 시스템이 완벽하게 테스트되고 보증되며 기계에 바로 투입할 수 있는 상태로 공장에 도착하면 비용도 절감됩니다.