Позиционирующие этапы сегодня могут удовлетворять специфическим и строгим требованиям к выходу. Это потому, что настраиваемая интеграция и новейшие разработки в области программирования движения теперь помогают этапам достигать невероятной точности и синхронизации. Более того, достижения в области механических деталей и двигателей помогают OEM-производителям планировать лучшую интеграцию многоосевого позиционирования-этапа.

Механические усовершенствования для ступеней

Рассмотрим, как традиционные конструкции сцены объединяют линейные оси в комбинации приводов XYZ. В некоторых (хотя и не во всех) случаях такие последовательные кинематические конструкции могут быть громоздкими и демонстрировать накопленные ошибки позиционирования. Напротив, интегрированные установки (будь то в том же формате декартовой сцены или в других конфигурациях, таких как гексаподы и платформы Стюарта) выводят более точное движение, диктуемое алгоритмами контроллера, без накопления ошибок движения.

Обычные винтовые ступени (с двигателем и редуктором на одном конце ступени) легко реализовать, когда полезная нагрузка не нуждается в собственном источнике питания, а общая длина не имеет значения. В противном случае редуктор может быть установлен внутри ступени на конце хода двигателя, так что только длина двигателя добавляется к общей площади опорной поверхности ступени позиционирования.

При необходимости декартовы установки также могут минимизировать ошибки, если они предварительно интегрированы со специальными компонентами — например, линейными двигателями. В настоящее время они активно внедряются в производственное оборудование для высокоскоростной упаковки.

Некоторые из таких подкомпонентов даже имеют формы, которые бросают вызов традиционным представлениям о морфологии сцены. Изогнутые секции линейного двигателя обеспечивают полные овальные петли передачи мощности. Здесь направляющие колеса удерживают движущийся элемент на точном расстоянии от магнитов для оптимальной передачи силы, специальные материалы колес и конструкции подшипников необходимы для высоких скоростей ускорения — системы движения, невозможные всего несколько лет назад.

На меньших позиционирующих этапах более точные устройства обратной связи, эффективные двигатели и приводы, а также более производительные подшипники повышают производительность, особенно, например, на позиционирующих этапах наносоединений со встроенными двигателями прямого привода.

В других местах индивидуальные версии традиционных ротационно-линейных компонентов помогают снизить расходы. По словам Майка Эвермана, директора и главного технологического директора Bell Everman, крупноформатные приложения могут соединять сервоременневые ступени без ограничения длины. Приведение в действие таких длинноходовых ступеней линейными двигателями может быть слишком дорогим, а приведение в действие винтов или обычных ремней может быть сложным.

При выборе между индивидуальными или коммерческими готовыми продуктами для управления движением (COTS) необходимо учитывать один момент.

При выборе между индивидуальным решением и готовым дизайном все действительно сводится к требованиям приложения. Если готовое решение доступно и соответствует всем требованиям приложения, это очевидный выбор. Обычно индивидуальные настройки стоят дороже, но они точно соответствуют текущему приложению.

Достижения в области электроники позиционирования ступеней

Электроника с малошумящей обратной связью и лучшими усилителями мощности помогает повысить производительность этапа позиционирования, а алгоритмы управления повышают точность позиционирования и пропускную способность. Короче говоря, элементы управления предоставляют инженерам больше возможностей, чем когда-либо, для сетевого взаимодействия и корректировки движения осей этапа позиционирования.

Подумайте, как сегодняшние интеграторы упаковочных линий не имеют времени на создание многоосевых функций с нуля. Эти инженеры просто хотят, чтобы роботы общались и просто перемещали продукцию через ряд рабочих станций, по словам Эвермана. Во все большем числе случаев ответом являются специальные элементы управления, отчасти потому, что элементы управления стали намного экономичнее, чем десять лет назад.

Приложения стимулируют инновации на этапе позиционирования

Несколько отраслей промышленности — полупроводниковая и электронная, медицинская, аэрокосмическая и оборонная, автомобилестроение и машиностроение — стимулируют изменения на современных этапах и площадках.

Все эти отрасли промышленности так или иначе являются движущей силой изменений. В высокоточном движении нас движут отрасли, пытающиеся поднять производительность и точность до уровней, которые были недостижимы всего несколько лет назад. Мы понимаем, что один размер никогда не подходит всем и редко подходит большинству.

Хотя производители поставляют индивидуальные проекты для всех отраслей, высокотехнологичные отрасли (такие как медицина, полупроводники и хранение данных) являются теми, кто настаивает на более специализированных этапах. Это в основном от клиентов, ищущих конкурентное преимущество.

Другие видят это немного иначе. Растет потребность в небольших, высокоточных компонентах движения для приложений в передовых исследованиях, науках о жизни и физике. Однако он видит, что эти отрасли отходят от индивидуальных ступеней к стандартизированным продуктам, которые более доступны. Малогабаритные высокоточные ступени движения, такие как серия Miniature Precision (MP), теперь доступны от Bishop-Wisecarver для требовательных научных приложений.

Крупномасштабные промышленные шаги к миниатюризации, безусловно, привели к тому, что некоторые этапы позиционирования дизайна перешли к кастомизации. Рынок потребительской электроники является движущей силой миниатюризации, особенно связанной с упаковкой в ​​виде более тонких телефонов и более тонких телевизоров, например. Однако с этими физически меньшими устройствами приходит и более высокая производительность, такая как большее хранилище и более быстрые процессоры. Для получения лучшей производительности здесь требуются более быстрые и точные этапы автоматизации.

Однако требования к упаковке устройств и оптической связи значительно ниже микрометра. Сочетание этих допусков с требованиями к пропускной способности массового производства создает сложную задачу автоматизации. Во многих из этих случаев этап или этапы — или, что еще важнее, полное решение по автоматизации — должны быть индивидуальными, чтобы соответствовать точным потребностям конечного потребителя.

Интернет вещей проникает в установки на этапе позиционирования. В современном подключенном мире потребители ожидают, что продукты будут подключаться и работать вместе. Нет сомнений, что Интернет вещей достигнет всех уровней управления движением и автоматизации производства. Наши продукты хорошо оснащены для поддержки подключенного завода. Независимо от того, происходит ли это взаимодействие через ПЛК, полевую шину, беспроводное соединение, Ethernet или через аналогово-цифровой ввод-вывод, наши приводы и контроллеры предлагают решения для подключения завода. Будущие разработки находятся в разработке для дальнейшего улучшения этого подключения.

По мере того, как мы коллективно продвигаемся к подключенному заводу с более высоким уровнем автоматизации, потребность в точном мониторинге состояния машин будет расти. Надежная, основанная на данных обратная связь о состоянии машин имеет потенциал для устранения непредвиденных отказов машин.

Возможности Интернета вещей уже находят применение в производстве полупроводников и задачах автоматизации, связанных с обработкой дорогостоящих деталей.

Встроенные датчики в линейных подшипниках и направляющих будут отслеживать изменения рабочих температур и дополнительные вибрации, которые являются основными индикаторами отказа подшипника. Контролируя эти параметры на самом подшипнике, можно запускать корректирующие действия до отказа.