Se você construir máquinas, provavelmente trabalha com atuadores e estágios de posicionamento todos os dias. Mas você realmente obtém o melhor desempenho ou menor custo de propriedade desses dispositivos de movimento? A resposta pode não ser o que você espera.

Com demasiada frequência, os engenheiros pensam em estágios ou atuadores como apenas mais um item na lista de materiais. Enquanto o dispositivo de movimento atender nominalmente aos requisitos desejados de posicionamento, força, carga útil, velocidade e custo, é bom ir.

Com requisitos de movimento simples, essa abordagem para a seleção de estágio ou atuador pode produzir resultados aceitáveis. No entanto, máquinas com requisitos complexos de movimento mecânico se beneficiarão de uma estratégia de design de movimento incorporado. Em vez de uma coleção de componentes eletromecânicos, que podem ou não funcionar bem juntos, os sistemas de movimento incorporados funcionam como subsistemas de máquinas plug-and-play verdadeiros.

Os sistemas de movimento incorporados são projetados para caber dentro de um espaço físico predefinido em uma máquina e amarrar o sistema de controle de movimento da máquina, pronto para aceitar comandos de uma interface de computador de nível superior, cartão de controle ou PLC. Em seus sistemas de movimento mais simples e incorporado, podem consistir em pouco mais que um estágio ou atuador que foi conectado para facilitar a instalação de queda. Na sua mais complexa, esses subsistemas de movimento se estendem de pinagem à carga útil. Eles abrangem não apenas o próprio dispositivo de movimento, mas também tudo o que ele carrega.

Comparado a uma abordagem componente por componente para o movimento da máquina, o movimento incorporado oferece algumas vantagens atraentes:

Desempenho mecânico

Mesmo quando eles usam o mesmo estágio ou atuador, os sistemas de movimento incorporados normalmente superam os sistemas de movimento construídos com componentes. A razão se resume à experiência de aplicação e montagem. Um bom fornecedor de movimento incorporado terá anos de experiência em resolver problemas de posicionamento e uma coleção de blocos de construção de movimento comprovados que podem ser personalizados para a tarefa em questão. Eles terão uma compreensão íntima de como a dinâmica do estágio, a arquitetura de controle de movimento e o ambiente operacional afetarão os requisitos de posicionamento.

Quanto à montagem, muitos construtores de máquinas não possuem técnicos qualificados, acessórios especializados, interferômetros a laser e outros sistemas de metrologia necessários para alinhar os estágios de vários eixos mais precisos-que geralmente têm tolerâncias de alinhamento do eixo-eixo medidas em microns.

Controla a experiência

Os sistemas de movimento incorporados podem ou não enviar com controles de movimento, dependendo dos requisitos do cliente. Mas uma estratégia de controle deve sempre fazer parte da equação de movimento incorporada. Um bom fornecedor de movimento incorporado terá um amplo conhecimento de como diferentes plataformas de controle de movimento e suas capacidades cinemáticas interagem com os sistemas de movimento mecânico. Esse conhecimento pode nos permitir empurrar o envelope sobre o que é possível em termos de recursos dinâmicos, como taxas de incompatibilidade de inércia aceitável.

Confiabilidade

Ao encomendar um novo sistema de movimento, alguns dos problemas mais comuns ocorrem porque os componentes individuais, aparentemente menores, não funcionam corretamente - ou não funcionam corretamente. Por exemplo, um único conector com defeito ou o fio errado pode deixar até o melhor palco de movimento imóvel. Os sistemas de movimento incorporados evitam esse tipo de falha porque são montados e testados como um sistema antes da integração na máquina de produção. Com os sistemas de movimento compostos por componentes individuais, pequenas falhas e incompatibilidades podem não ser detectadas até que a máquina de produção se junte.

Redução de custos

Os sistemas de movimento incorporado normalmente custam 25 a 50% menos que seus colegas baseados em componentes. Em parte, essa economia vem da capacidade de reduzir a contagem de peças - por exemplo, projetando -se entre colchetes, conectores e outros componentes. A redução de custos pode disparar bem acima de 50% quando você considera todos os componentes de custo ocultos associados à construção e instalação de um sistema de movimento. Isso inclui custos relacionados à engenharia de design, inventário, tempo até mercado e muito mais.

Muitos tipos de aplicações podem colher os benefícios do movimento incorporado. Implementamos essa abordagem em dezenas de semicondutores, bancos úmidos, corte a laser, embalagens e máquinas de automação de laboratório.

Os custos ocultos dos sistemas de movimento

Os sistemas de movimento criados com componentes têm vários custos ocultos que podem ser eliminados pela abordagem de movimento incorporado, incluindo:

1. Custos de tempo até o mercado. Os sistemas de movimento incorporados, que suportam inerentemente a engenharia simultânea, podem raspar semanas ou até meses fora do tempo de desenvolvimento de uma máquina complexa.
2. Custos de gerenciamento de programas, produção e materiais. Os sistemas de movimento incorporados são enviados como um único item de atendimento de materiais, eliminando centenas de peças a serem encomendadas, inventoradas e montadas.
3. Custos de produção. Os sistemas de movimento de precisão requerem técnicos de montagem qualificados e equipamentos de produção especializados que podem ser difíceis de custar justificar com menos que a utilização total.
4. Custos de garantia e falha. Um bom fornecedor de movimento incorporado garantirá seus sistemas contra o fracasso e ficará por trás de seu trabalho, o que reduz o risco do OEM.

Esta máquina CNC não tradicional possui todas as características de uma aplicação de movimento incorporada ideal. É necessário:

1. Tanto os controles quanto a experiência mecânica.Casar o sistema mecânico com os controles e amplificadores que apóiam a complexa cinemática do movimento polar exigia uma abordagem e meses de teste de sistemas. Também tivemos que desenvolver um conjunto de técnicas e ferramentas de alinhamento para criar esse novo sistema CNC.

2. Design compacto, fácil integração.O espaço era de um prêmio nesta máquina CNC do tamanho de uma área de trabalho. O design do Rotary do Módulo Servo, que possui uma grande quantidade desobstruída através do orifício, nos permitiu usar o espaço disponível com eficiência. Os 100 mm através de orifícios tornaram fácil levar o suprimento de ar diretamente para o eixo, incorporar um indexador de material no lado da peça de trabalho e fazer todas as conexões de energia necessárias.

3. Contenção de custos.Um aspecto interessante desse sistema de movimento incorporado é que ele não é mais complexo do que precisa ser. O principal requisito funcional envolveu o acabamento da superfície, não posicionando a precisão. As necessidades de posicionamento são realmente bastante modestas, pelo menos pelos nossos padrões. Por isso, conseguimos renunciar aos codificadores de leitura direta e executar todo o sistema no modo de malha aberta. Isso salvou nosso cliente milhares de dólares por máquina.

Introdução com movimento incorporado

O salto de sistemas de movimento componente a componente para sistemas de movimento incorporado pode parecer um salto de fé. Afinal, você estará terceirizando o controle de movimento para um fornecedor.

Se você escolher o fornecedor certo, a terceirização será recompensada com melhor desempenho e confiabilidade. Os custos também cairão à medida que os subsistemas de movimento chegarem à sua planta totalmente testada, garantida e pronta para entrar em sua máquina.