오늘날의 포지셔닝 스테이지는 까다로운 생산 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 맞춤형 통합과 최신 모션 프로그래밍 기술 덕분에 스테이지는 놀라운 정확도와 동기화를 구현할 수 있습니다. 더욱이, 기계 부품 및 모터 기술의 발전은 OEM 업체들이 다축 포지셔닝 스테이지를 더욱 효율적으로 통합할 수 있도록 지원하고 있습니다.

단계별 기계적 발전

기존의 스테이지 구조는 XYZ 액추에이터 조합에서 선형 축을 어떻게 결합하는지 생각해 보십시오. 어떤 경우에는 (모든 경우는 아니지만) 이러한 직렬 운동학적 설계가 부피가 크고 위치 오차가 누적될 수 있습니다. 반면, 통합형 구조(동일한 카르테시안 스테이지 형식이든 헥사포드나 스튜어트 플랫폼과 같은 다른 구성이든)는 제어 알고리즘에 의해 더욱 정확한 움직임을 출력하며 동작 오차가 누적되지 않습니다.

기존의 스크류 구동 방식(한쪽 끝에 모터와 기어가 있는 방식)은 탑재체가 자체 전원 공급이 필요하지 않고 전체 길이가 문제가 되지 않을 때 구현하기 쉽습니다. 그렇지 않은 경우, 기어는 모터가 움직이는 끝부분의 스테이지 내부에 배치할 수 있으므로 전체 위치 결정 스테이지의 크기에는 모터 길이만 추가됩니다.

필요한 경우, 카르테시안 좌표계는 선형 모터와 같은 특수 부품과 사전 통합될 때 오류를 최소화할 수 있습니다. 이러한 선형 모터는 현재 고속 포장 생산 기계 분야에서 큰 비중을 차지하고 있습니다.

일부 하위 구성 요소는 무대 형태에 대한 전통적인 개념에 도전하는 형태를 띠기도 합니다. 곡선형 선형 모터 부분은 완전한 타원형 동력 전달 루프를 가능하게 합니다. 여기서 가이드 휠은 ​​최적의 힘 전달을 위해 움직이는 요소를 자석으로부터 정확한 거리에 유지하며, 높은 가속도를 위해서는 특수 휠 재질과 베어링 설계가 필수적입니다. 이러한 모션 시스템은 불과 몇 년 전만 해도 불가능했던 것입니다.

소형 위치 결정 스테이지에서는 더욱 정확한 피드백 장치, 효율적인 모터 및 드라이브, 그리고 고성능 베어링이 성능을 향상시킵니다. 특히, 예를 들어 직접 구동 모터가 통합된 나노 위치 결정 스테이지에서 이러한 효과가 두드러집니다.

다른 한편으로, 기존의 회전-선형 변환 부품을 맞춤형으로 제작하면 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 벨 에버먼의 대표이자 최고 기술 책임자인 마이크 에버먼에 따르면, 대형 애플리케이션의 경우 서보벨트 단계를 길이 제한 없이 연결할 수 있습니다. 이러한 장행정 단계를 선형 모터로 구동하는 것은 비용이 너무 많이 들고, 스크류나 기존 벨트로 구동하는 것은 어려울 수 있습니다.

맞춤형 모션 제품과 상용 기성품(COTS) 모션 제품 중에서 선택할 때 한 가지 주의 사항이 있습니다.

맞춤형 솔루션과 기성품 솔루션 중 어떤 것을 선택할지는 결국 애플리케이션 요구 사항에 달려 있습니다. 기성품 솔루션이 있고 모든 애플리케이션 요구 사항을 충족한다면 당연히 기성품을 선택하는 것이 좋습니다. 일반적으로 맞춤형 솔루션은 비용이 더 많이 들지만, 해당 애플리케이션에 정확하게 맞춰져 있습니다.

위치 결정 단계 전자 장치의 발전

저잡음 피드백과 향상된 전력 증폭기를 갖춘 전자 장치는 위치 결정 단계의 성능을 향상시키는 데 도움이 되며, 제어 알고리즘은 위치 결정 정확도와 처리량을 개선합니다. 요컨대, 제어 시스템은 엔지니어에게 위치 결정 단계 축의 네트워크 연결 및 동작 보정을 위한 그 어느 때보다 더 많은 옵션을 제공합니다.

오늘날 포장 라인 통합업체들이 다축 기능을 처음부터 구축할 시간이 없다는 점을 생각해 보십시오. 에버만에 따르면, 이러한 엔지니어들은 단순히 로봇이 서로 통신하고 일련의 작업대를 통해 제품이 간단하게 흐르도록 하는 것만 원합니다. 점점 더 많은 경우에 그 해답은 특수 목적 제어 장치인데, 이는 제어 장치가 10년 전보다 훨씬 경제적이기 때문입니다.

응용 프로그램은 포지셔닝 단계 혁신을 촉진합니다.

반도체 및 전자, 의료, 항공우주 및 방위, 자동차, 기계 제조 등 여러 산업 분야에서 오늘날의 스테이지와 갠트리에 변화가 일어나고 있습니다.

이 모든 산업 분야는 직간접적으로 변화를 주도하고 있습니다. 고정밀 모션 분야에서는 불과 몇 년 전만 해도 도달할 수 없었던 수준으로 생산량과 정확도를 높이려는 산업계의 노력이 변화를 이끌고 있습니다. 우리는 모든 경우에 적용되는 단일 솔루션은 없으며, 대부분의 경우에 적용되는 솔루션은 더욱 드물다는 것을 잘 알고 있습니다.

제조업체들은 모든 산업 분야에 맞춤형 설계를 제공하지만, 의료, 반도체, 데이터 저장 장치와 같은 첨단 기술 산업 분야에서는 더욱 전문화된 공정을 요구하는 경향이 있습니다. 이는 주로 경쟁 우위를 확보하려는 고객들의 요구 때문입니다.

다른 사람들은 이를 다소 다르게 봅니다. 첨단 연구, 생명 과학 및 물리학 분야에서 소형 고정밀 모션 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 그러나 그는 이러한 산업들이 맞춤형 모션 스테이지에서 보다 쉽게 ​​구할 수 있는 표준화된 제품으로 전환하고 있다고 봅니다. 비숍-와이즈카버는 이제 까다로운 과학 응용 분야를 위해 소형 고정밀 모션 스테이지인 미니어처 정밀(MP) 시리즈를 제공하고 있습니다.

대규모 산업 전반의 소형화 추세는 분명히 포지셔닝 단계의 설계를 맞춤형으로 전환하도록 유도했습니다. 특히 소비자 가전 시장은 소형화의 주요 동력이며, 이는 더욱 얇은 휴대폰이나 TV와 같은 제품 포장과 관련이 있습니다. 그러나 물리적으로 작아진 기기에는 더 많은 저장 공간과 더 빠른 프로세서와 같은 향상된 성능이 요구됩니다. 이러한 성능 향상을 위해서는 더욱 빠르고 정확한 자동화 공정이 필요합니다.

하지만 디바이스 패키징 및 광학 커플링 요구 사항은 1마이크로미터 이하의 정밀도를 요구합니다. 이러한 정밀도와 대량 생산의 처리량 요구 사항을 결합하면 자동화에 상당한 어려움이 발생합니다. 이러한 경우 대부분, 특정 단계 또는 여러 단계, 더 나아가 전체 자동화 솔루션은 최종 고객의 정확한 요구 사항에 맞춰 맞춤 제작되어야 합니다.

IoT는 포지셔닝 스테이지 설정 분야에 점차 확산되고 있습니다. 오늘날 연결된 세상에서 소비자들은 제품들이 서로 연결되어 작동하기를 기대합니다. IoT가 모션 제어 및 공장 자동화의 모든 영역에 적용될 것이라는 점은 분명합니다. 당사의 제품은 연결된 공장을 지원할 수 있도록 완벽하게 설계되었습니다. PLC, 필드버스, 무선, 이더넷 또는 드라이브 아날로그-디지털 I/O를 통한 연결 등 어떤 방식을 사용하든, 당사의 드라이브와 컨트롤러는 공장 연결을 위한 솔루션을 제공합니다. 향후 이러한 연결성을 더욱 강화하기 위한 개발이 진행 중입니다.

자동화 수준이 높아진 커넥티드 팩토리로 나아가는 과정에서 기계 상태를 정밀하게 모니터링해야 할 필요성이 더욱 커질 것입니다. 신뢰할 수 있고 데이터 기반의 기계 상태 피드백은 예측 불가능한 기계 고장을 예방할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.

IoT 기능은 이미 반도체 제조 및 고가의 부품을 처리하는 자동화 작업에 활용되고 있습니다.

선형 베어링 및 가이드 내부에 내장된 센서는 작동 온도 변화와 추가 진동을 모니터링하는데, 이는 베어링 고장의 주요 징후입니다. 베어링 자체에서 이러한 매개변수를 모니터링함으로써 고장 발생 전에 시정 조치를 취할 수 있습니다.