Hareket kontrol cihazınız ne kadar gelişmiş olursa olsun, kötü tasarlanmış bir elektromekanik sistemi telafi edemez.

Hareket kontrol sistemleri üç ana bileşenden oluşur: konumlandırma mekanizması, motor sürücü elektroniği ve hareket kontrolörü. Bu bileşenlerin her biri dikkatlice seçilmelidir, ancak en iyi sistem sonuçları için öncelikle konumlandırma mekanizması planlanmalıdır. Mekanizma gereksinimleri karşılayamıyorsa, sürücüler ve hareket kontrolörü bu açığı kapatamaz.

Herhangi bir hareket sistemini tasarlamanın ilk adımı, süreci tam olarak tanımlamak ve anlamaktır. Bu tanımdan yola çıkarak bileşen performans parametrelerinin bir listesini oluşturun. Bu liste, eksen sayısı, her eksenin hareket mesafesi, hareketin hassasiyeti (çözünürlük, tekrarlanabilirlik ve doğruluk dahil), yük taşıma kapasitesi ve kademelerin fiziksel boyutu gibi birinci dereceden parametreleri içerir. Daha az belirgin ancak aynı derecede önemli parametreler arasında çevresel kısıtlamalar veya zorluklar, tahrik seçimi, çoklu yönlerde çalışma, çok eksenli konfigürasyonlarda kablo yönetimi, ömür planlaması ve entegrasyon kolaylığı yer alır. Bu parametrelere hızlı bir bakış, hepsinin konumlandırma mekanizmasıyla ilgili olduğunu ve bu nedenle bu bileşenlerin kapsamlı bir değerlendirmesinin proje başarısı için kritik önem taşıdığını göstermektedir.

Uygulama, konumlandırma aşamasının doğrusal mı, döner mi yoksa çok eksenli bir sistemde aşamaların bir kombinasyonunu mu içerdiğini belirleyecektir. Oldukça basit tek eksenli uygulamalarda bile birçok husus dikkate alınmalıdır. Yükler, bu profilin hayati bir yönüdür, çünkü yük ağırlığı ve ofset (ağırlık merkezi) gibi konular hareket gereksinimlerini önemli ölçüde etkileyebilir. Tipik ve maksimum yük ağırlıklarının yanı sıra aşamanın kat etmesi gereken maksimum ve minimum mesafeyi, gerekli hareket hızlarını ve ivmeyi göz önünde bulundurun.

Sahnenin daha büyük sistemin ayrılmaz bir parçası olarak ele alınması önemlidir. Örneğin, sahnenin nasıl monte edildiği ve montaj yapısı, sahnenin performansını ve teknik özelliklere uyma yeteneğini önemli ölçüde etkiler. Örneğin, numunelerin bir kamera altında hızla ileri geri salındığı yüksek hızlı bir inceleme uygulamasında, doğrusal konumlandırma sahnesi, hareketli yükün "boya çalkalayıcı etkisi"ne dayanabilecek bir yapıya monte edilmelidir. Benzer şekilde, düzlükte yüksek hassasiyet için seçilen uzun mesafeli doğrusal bir sahne, sahnenin düz olmayan bir yüzeye uyum sağlamasından kaynaklanan bozulmayı önlemek için uygun şekilde düz bir yüzeye monte edilmelidir.

Ayrıca, kademe özelliklerini tanımlarken sistemin ömür boyu gereksinimlerini de göz önünde bulundurun. Gereksinimler makinenin ömrü boyunca değişirse, bu durum sistemi konumlandırma kademesi toleransının dışına çıkarabilir ve makinenin doğruluğunu, verimliliğini ve güvenilirliğini düşürebilir. Herhangi bir hareketli bileşen gibi, konumlandırma yetenekleri de uzun süreli kullanımla değişebilir. Kademenin, makinenin öngörülen hizmet ömrü boyunca hareket gereksinimlerini karşılayacak şekilde derecelendirildiğinden emin olun.

Diğer etkiler arasında sistemin boyutu ve çevresel kısıtlamaları yer alır. Hem yatay hem de dikey boyut kısıtlamalarını göz önünde bulundurun. Sistemin toplam kapladığı alanı etkileyebilecek faktörler arasında tahrik mekanizmalarının harici mi yoksa dahili mi olduğu ve kablolamanın nasıl yönetildiği yer alır. Çevresel kısıtlamalar, makinenin hareketli parçalarının az miktarda partikül üretmesi gereken temiz oda uygulamalarını veya ortam partiküllerinin kademe içinde aşırı sürtünmeye neden olabileceği ve güvenilirliği ve performansı etkileyebileceği kirli ortamları içerebilir. Çalışma sıcaklığı, kademe performansını önemli ölçüde etkileyebilecek önemli bir çevresel sorundur. Sadece iki veya üç derecelik bir sıcaklık değişimi, kademe toleransını değiştirecek kadar genleşmeye neden olabilir.

Birçok uygulama çok eksenli hareket gerektirir. Çok eksenli bir sistemde, farklı yönlerde hareket için kademeler üst üste istiflenmelidir. Örneğin, bir silikon levha inceleme sistemi doğrusal hareket sağlamaya ihtiyaç duyabilir.XVeYhareketin yanı sıra dönmetetaBu tür sistemlerde, geometrinin sistemin geri kalanındaki toleransları nasıl etkilediğini dikkate almak önemlidir. Örneğin, üst üste istiflenmiş iki kademede, üst kademe hareketinin uç noktalarında sapma gösterebilir. Üst kademenin sapması, alt kademeye uygulanan konsol yükünün bir fonksiyonudur. Bu sapma dikkate alınmalı veya farklı bir konfigürasyon düşünülmelidir. Kademe üreticisi, istiflenmiş kademelerin özelliklerinin uygulama gereksinimlerini karşıladığından emin olmalıdır.

Çok aşamalı sistemlerde, kablo yönetimi lojistik ve güvenilirlik sorunu haline gelebilir. Kablolar genellikle göz ardı edilir ancak sistemin ömrünü, geometrisini ve performansını etkileyebilir. Yenilikçi kablolama çözümleri için aşama üreticisine başvurun. Bunlar, sürtünmeyi ve direnci azaltmak için kabloları dahili olarak entegre etmeyi veya daha fazla esneklik için harici kablo konektörleri yerine tek bir harici kablo arayüzü kullanmayı içerebilir.

Sistem tahrikini seçmek çok önemli bir unsurdur. En yaygın iki tahrik türü bilyalı vidalı ve doğrusal motorlu tahriklerdir. Bilyalı vidalı tahrikler ucuz ve anlaşılması kolaydır. Doğal sönümleme ile kontrol edilmesi kolaydır ve kolayca fren eklenebilir. Öte yandan, mekanik sürtünme sabit bir hızı korumayı zorlaştırabilir. Sıcaklık veya nem aşırıları gibi bazı koşullar altında, bilyalı vidanın adımı değişebilir ve doğruluğu etkileyebilir. Termal etkiler bir sorun teşkil ediyorsa, doğrusal bir enkoder gerekebilir veya doğrusal motorlu bir kademe daha iyi bir seçim olabilir.

Doğrusal motor tahrik sistemleri, manyetik bir ray ve bobin tertibatından oluşur. Manyetik ray genellikle sabittir ve çelik bir alt tabaka üzerine monte edilmiş bir dizi kalıcı mıknatıstan oluşur. Bobin tertibatı, tüm bakır sargıları içerir ve genellikle kayar platform kızağına monte edilir. Bazı doğrusal motor platformlarında, kablolamayı basitleştirmek amacıyla kalıcı mıknatıslar kayar platform tertibatı üzerinde bulunur, ancak mıknatıs uzunluğu bu sistemlerin hareket mesafesini sınırlar.

Doğrusal motor tahrik sistemleri, genellikle yüksek hızlı, sabit hızlı veya uzun mesafeli uygulamalarda hafif ila orta yükler için en uygunudur. Doğrusal motor tahrik sistemleri, hareket uzunluğu arttıkça sarkma yapmadıkları için bilyalı vidalı tahrik sistemlerine göre çok daha uzun hareket kabiliyetine sahiptir. Daha iyi hız kontrolü sağlayabilirler, ancak hareketli bobin ve doğrusal enkoder elektroniği kablo yönetimini daha karmaşık hale getirir. Ayrıca, büyük doğrusal tahrik sistemleri daha ağırdır ve hareket uzunluğu ve mıknatıs boyutu arttıkça pahalı hale gelebilir.

Tahrik tipi seçiminde önemli bir husus, durma kabiliyeti ve montaj yönüdür. Doğrusal motor tahrikleri güç olmadan serbestçe hareket ederken, bilyalı vidalı tahriklerde hareketi sönümlemek için sürtünme vardır. Bu, özellikle tahrikin dikey olarak monte edilmesi gereken uygulamalarda önemlidir. Doğrusal motor tablası neredeyse sürtünmesiz olduğundan, güç kaybı taşıyıcının serbestçe düşmesine neden olur. Ayrıca, yerçekimi kuvvetinin her zaman aşılması gerekir, bu da motora büyük bir sürekli kuvvet gereksinimi getirir. Doğrusal motorlar dikey olarak çalıştırıldığında hızla aşırı ısınabileceğinden veya bir denge ağırlığı gerektirebileceğinden, bilyalı vidalı tahrikler dikey uygulamalar için daha uygundur.

Motor seçimi de bazı ödünleşmeleri beraberinde getirebilir. Yaygın döner motorlar en ucuz seçenektir, ancak tahrik sistemi alan gereksinimlerini artırırlar. Doğrusal motorlar daha az yer kaplar ancak döner motorlardan daha fazla mıknatısa sahip oldukları ve doğrusal enkoder gerektirdikleri için daha pahalıdırlar. Bilyalı vidalı tahrikli kademeler doğrusal enkoderler kullanabilir, ancak motor ve bilyalı vida üzerindeki döner enkoderler genellikle aynı derecede iyi çalışır ve daha az maliyetlidir. Step motor veya servo motor kullanmanın da dezavantajları vardır. Step motorlar daha ucuzdur, ancak servo motorlar daha iyi yüksek hız performansı sunar.

Bilyalı vidalı tahrikli bir sahne için bir seçenek de çerçevesiz motordur. Çerçevesiz motor, sahneye entegre edilmiş standart bir fırçasız motordur. Rotor mıknatısları doğrudan bilyalı vida miline bağlanır ve stator sargıları sahnenin ucuna entegre edilir. Bu yapılandırma, motor bağlantı elemanını ortadan kaldırarak birkaç santimetre yer tasarrufu sağlar. Bağlantı elemanının olmaması, motor-bilyalı vida bağlantısının histerezini ve sarımını azaltarak performansı artırır. Sahne üreticileri, uygulama için en iyi toplam çözümü belirlemeye yardımcı olmak üzere motorlar ve enkoderler konusunda uzmanlık sağlamalıdır.

Sistem hareketinin mekanik ve elektriksel yönleri iyice anlaşıldıktan ve aşamalar seçildikten sonra, kontrol sisteminin detayları çözülebilir. Bir kontrol sistemi, sürücü elektroniğiyle uyumlu olmalıdır; özellikle tüm sürücülerin bağlantı noktalarında geri bildirim bilgisi sağlamadığı gerçeğine dikkat edilmelidir. İdeal olarak, kontrol ünitesi ek donanım gerektirmeden doğrudan dönüştürücü ve aktüatör sinyallerine bağlanmalıdır. Kontrol ünitesi ayrıca, sistemin doğal veri hızları içinde kontrol döngülerini kapatacak veya gerektiğinde birden fazla hareket ekseninin hareketini eş zamanlı olarak koordine edecek kadar performansa sahip olmalıdır.