Основные достижения в области движения за последнее десятилетие произошли в системах управления и электронике.

Современные позиционирующие столы способны удовлетворить специфические и высокие требования к производительности. Это достигается благодаря индивидуальной интеграции и новейшим технологиям программирования движения, которые позволяют им достигать невероятной точности и синхронизации. Более того, достижения в разработке механических деталей и двигателей помогают OEM-производителям планировать более эффективную интеграцию многоосевых позиционирующих столов.

Механические усовершенствования для ступеней

Рассмотрим, как традиционные конструкции кулисы объединяют линейные оси в комбинации актуаторов XYZ. В некоторых (хотя и не во всех) случаях такие последовательные кинематические конструкции могут быть громоздкими и демонстрировать накопленные ошибки позиционирования. В отличие от этого, интегрированные системы (будь то в том же декартовом формате кулисы или в других конфигурациях, таких как гексаподы и платформы Стюарта) обеспечивают более точное движение, заданное алгоритмами контроллера, без накопления ошибок движения.

Традиционные винтовые ступени (с двигателем и редуктором на одном конце) легко реализуются, когда полезной нагрузке не требуется собственный источник питания, а общая длина не имеет значения. В противном случае редуктор может располагаться внутри ступени на конце хода двигателя, так что к общей площади позиционирующей ступени добавляется только длина двигателя.

При необходимости декартовы системы также могут минимизировать погрешность, если они интегрированы со специализированными компонентами, например, линейными двигателями. В настоящее время они активно внедряются в производственное оборудование для высокоскоростной упаковки.

Некоторые из таких компонентов даже имеют формы, бросающие вызов традиционным представлениям о морфологии сцены. «Изогнутые секции линейного двигателя обеспечивают полноценные овальные контуры передачи мощности. Здесь направляющие колеса удерживают подвижный элемент на точном расстоянии от магнитов для оптимальной передачи силы. Для высоких значений ускорения необходимы специальные материалы колес и конструкция подшипников, которые были невозможны ещё несколько лет назад».

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

В других случаях изготовление на заказ традиционных компонентов, преобразующих вращательное движение в линейное, помогает снизить затраты. Крупноформатные устройства позволяют соединять сервоременники без ограничения длины. Приведение в действие таких длинноходовых ремён линейными двигателями может быть слишком дорогим, а приведение в действие винтовыми приводами или обычными ремнями может быть затруднительным.

При выборе между индивидуальным решением и готовым решением всё зависит от требований конкретного приложения. Если готовое решение доступно и отвечает всем требованиям, это очевидный выбор. Как правило, индивидуальные решения стоят дороже, но точно соответствуют конкретному применению.

Достижения в области электроники позиционирования ступеней

Электроника с малошумящей обратной связью и улучшенными усилителями мощности помогает повысить производительность позиционного стола, а алгоритмы управления повышают точность позиционирования и производительность. Короче говоря, системы управления предоставляют инженерам больше возможностей для сетевого взаимодействия и коррекции движения осей позиционного стола, чем когда-либо.

Подумайте о том, что у современных интеграторов упаковочных линий нет времени на разработку многоосевых функций с нуля. Этим инженерам нужны лишь роботы, способные взаимодействовать друг с другом и обеспечивать простоту перемещения продукции через ряд рабочих станций. Всё чаще решением становятся специализированные системы управления, отчасти потому, что они стали гораздо экономичнее, чем десять лет назад.

Приложения стимулируют инновации на этапе позиционирования

Несколько отраслей промышленности — производство полупроводников и электроники, медицина, аэрокосмическая и оборонная промышленность, автомобилестроение и машиностроение — стимулируют изменения на сегодняшних этапах и порталах.

Хотя производители предлагают индивидуальные разработки для всех отраслей, высокотехнологичные отрасли (такие как медицина, производство полупроводников и систем хранения данных) настаивают на более специализированных этапах. Это обусловлено, главным образом, стремлением клиентов к конкурентному преимуществу.

Другие видят это несколько иначе. Растёт потребность в компактных высокоточных компонентах движения для применения в передовых исследованиях, науках о жизни и физике. Компания FUYU теперь предлагает компактные высокоточные компоненты движения, такие как серия Miniature Precision (MP), для требовательных научных приложений.

Масштабные шаги промышленности к миниатюризации, безусловно, привели к переходу некоторых этапов проектирования на этапе позиционирования к кастомизации. Рынок потребительской электроники является драйвером миниатюризации, особенно в плане корпусирования, например, более тонких телефонов и телевизоров. Однако эти физически меньшие устройства обеспечивают более высокую производительность, например, больший объём памяти и более быстрые процессоры. Для достижения более высокой производительности требуются более быстрые и точные этапы автоматизации.

Однако требования к корпусу устройств и оптической связи значительно ниже микрометра. Сочетание этих допусков с требованиями к производительности массового производства создаёт сложную задачу автоматизации. Во многих случаях один или несколько этапов, а что ещё важнее, комплексное решение для автоматизации, должны быть адаптированы к конкретным потребностям конечного заказчика.