Hareket kontrol cihazınız ne kadar gelişmiş olursa olsun, kötü tasarlanmış bir elektromekanik sistemin üstesinden gelemez.

Hareket kontrol sistemleri üç ana bileşenden oluşur: konumlandırma mekanizması, motor sürücü elektroniği ve hareket kontrol cihazı. Bu bileşenlerin her biri dikkatli bir şekilde seçilmelidir ancak en iyi sistem sonuçları için öncelikle konumlandırma mekanizmasını planlayın. Mekanizmanın gereksinimleri karşılayamaması durumunda sürücüler ve hareket kontrol cihazı aradaki farkı telafi edemez.

Herhangi bir hareket sistemini tasarlamanın ilk adımı, süreci tam olarak tanımlamak ve anlamaktır. Bu açıklamadan bileşen performans parametrelerinin bir listesini yapın. Bu liste, eksen sayısı, her eksenin hareket uzunluğu, hareketin kesinliği (çözünürlük, tekrarlanabilirlik ve doğruluk dahil), yük kapasitesi ve aşamaların fiziksel boyutu gibi birinci dereceden parametreleri içerir. Daha az belirgin ancak aynı derecede önemli parametreler arasında çevresel kısıtlamalar veya zorluklar, sürücü seçimi, çoklu yönlerde çalışma, çok eksenli konfigürasyonlarda kablo yönetimi, kullanım ömrü planlaması ve entegrasyon kolaylığı yer alır. Bu parametrelerin hızlı bir şekilde gözden geçirilmesi, hepsinin konumlandırma mekanizmasıyla ilgili olduğunu ve dolayısıyla bu bileşenlerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesinin projenin başarısı için kritik öneme sahip olduğunu gösterir.

Uygulama, konumlandırma aşamasının doğrusal mı, döner mi olduğunu veya çok eksenli bir sisteme aşamaların bir kombinasyonunu dahil edip etmediğini tanımlayacaktır. Oldukça basit tek eksenli uygulamalarda bile dikkat edilmesi gereken birçok husus vardır. Yük ağırlığı ve ofset (ağırlık merkezi) gibi konular hareket gereksinimlerini önemli ölçüde etkileyebileceğinden, yükler bu profilin hayati bir unsurudur. Tipik ve maksimum yük ağırlıklarının yanı sıra sahnenin kat etmesi gereken maksimum ve minimum mesafeyi, gerekli ilerleme hızlarını ve ivmeyi de göz önünde bulundurun.

Sahneyi daha büyük sistemin ayrılmaz bir parçası olarak düşünmek önemlidir. Örneğin sahnenin nasıl monte edildiği ve montaj yapısının, sahne performansı ve spesifikasyonları karşılama yeteneği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Örneğin, numunelerin bir kamera altında hızla ileri geri salındığı yüksek hızlı bir denetim uygulamasında, hareketli yükün "boya sallama etkisine" dayanabilecek bir yapı üzerine doğrusal konumlandırma tablası monte edilmelidir. Benzer şekilde, düzlükte yüksek hassasiyet için seçilen uzun hareket mesafeli doğrusal tablanın, düz olmayan bir yüzeye uyum sağlayan tabladan kaynaklanan distorsiyonu önlemek için uygun şekilde düz bir yüzeye monte edilmesi gerekir.

Ayrıca aşama özelliklerini tanımlarken sistemin kullanım ömrü gereksinimlerini de göz önünde bulundurun. Gereksinimlerin makinenin ömrü boyunca değişmesi halinde, bu durum sistemi konumlandırma aşaması toleransının dışına çıkarabilir ve makinenin doğruluğunu, üretkenliğini ve güvenilirliğini olumsuz etkileyebilir. Herhangi bir hareketli bileşende olduğu gibi, konumlandırma yetenekleri uzun süreli kullanımla değişebilir. Tablanın, makinenin amaçlanan hizmet ömrü boyunca hareket gereksinimlerini karşılayacak şekilde derecelendirildiğinden emin olun.

Diğer etkiler sistemin boyutunu ve çevresel kısıtlamaları içerir. Hem yatay hem de dikey boyut sınırlamalarını göz önünde bulundurun. Sistemin toplam kapladığı alanı etkileyebilecek faktörler arasında sürücü mekaniğinin harici mi yoksa dahili mi olduğu ve kablolamanın nasıl yönetildiği yer alır. Çevresel kısıtlamalar, makinenin hareketli parçalarının az miktarda parçacık üretmesi gereken temiz oda uygulamalarını veya ortamdaki parçacıkların sahne içinde aşırı sürtünmeye neden olabileceği ve güvenilirliği ve performansı etkileyebileceği kirli ortamları içerebilir. Çalışma sıcaklığı, sahne performansını önemli ölçüde etkileyebilecek önemli bir çevresel sorundur. İki veya üç derece kadar küçük bir sıcaklık değişimi, kademe toleransını değiştirmeye yetecek kadar genişlemeye neden olabilir.

Birçok uygulama çok eksenli hareket gerektirir. Çok eksenli bir sistemde, sahnelerin farklı yönlerde hareket edebilmesi için istiflenmesi gerekir. Örneğin bir silikon levha inceleme sisteminin doğrusal sağlaması gerekebilirXVeYhem hareket hem de dönmeteta. Bu tür sistemlerde geometrinin sistemin geri kalanındaki toleransları nasıl etkilediğini dikkate almak önemlidir. Örneğin, üst üste istiflenmiş iki aşama ile üst aşama, hareketinin uçlarında sapabilir. Üst kademenin sapması alt kademedeki konsol yükünün bir fonksiyonudur. Bu sapma dikkate alınmalı veya farklı bir konfigürasyon düşünülmelidir. Sahne imalatçısı, istiflenmiş sahnelerin teknik özelliklerinin uygulama gerekliliklerini karşıladığından emin olmalıdır.

Çok kademeli sistemlerde kablo yönetimi lojistik ve güvenilirlik sorunu haline gelebilir. Kablolar sıklıkla gözden kaçırılır ancak sistemin ömrünü, geometrisini ve performansını etkileyebilir. Yenilikçi kablolama çözümleri için sahne üreticisine bakın. Bunlar, sürtünmeyi ve sürtünmeyi azaltmak için kabloların dahili olarak entegre edilmesini veya daha fazla esneklik için harici kablo konnektörleri yerine tek bir harici kablo arayüzünün kullanılmasını içerebilir.

Sistem sürücüsüne karar vermek önemli bir unsurdur. En yaygın iki sürücü türü bilyalı vidalı ve doğrusal motorlu sürücülerdir. Bilyalı vidalı tahrikler ucuzdur ve anlaşılması kolaydır. Doğal sönümleme sayesinde kontrol edilmesi kolaydır ve kolayca fren eklenebilir. Öte yandan mekanik sürtünme sabit bir hızı korumayı zorlaştırabilir. Aşırı sıcaklık veya nem gibi bazı koşullar altında, bilyalı vidanın eğimi değişebilir ve doğruluğu etkileyebilir. Termal etkiler bir sorunsa doğrusal bir kodlayıcı gerekebilir veya doğrusal motorlu aşama daha iyi bir seçim olabilir.

Doğrusal motor aktarma organları, manyetik bir yol ve bobin tertibatından oluşur. Manyetik iz tipik olarak sabittir ve çelik bir alt tabaka üzerine monte edilmiş bir dizi kalıcı mıknatıstan oluşur. Bobin tertibatı tüm bakır sargıları içerir ve tipik olarak kayar tabla taşıyıcısına monte edilir. Bazı lineer motor kademelerinde, kablolamayı basitleştirmenin bir yolu olarak kayar taşıyıcı düzeneği üzerinde kalıcı mıknatıslar bulunur, ancak mıknatıs uzunluğu bu sistemlerin hareketini sınırlar.

Doğrusal motorlu sürücüler genellikle yüksek hızlı, sabit hızlı veya uzun hareket mesafeli uygulamalarda hafif ila orta dereceli yükler için en iyisidir. Doğrusal motorlu sürücüler, bilyalı vidalı aktarma organlarına göre çok daha uzun hareket kabiliyetine sahiptir çünkü hareket uzunluğu arttıkça sarkmazlar. Daha iyi hız kontrolü sağlayabilirler ancak hareketli bobin ve doğrusal kodlayıcı elektronikleri kablo yönetimini daha karmaşık hale getirir. Ayrıca büyük lineer sürücüler daha ağırdır ve hareket uzunluğu ve mıknatıs boyutu arttıkça pahalı hale gelebilir.

Sürücü tipi seçiminde dikkate alınması gereken önemli bir husus, durdurma yeteneği ve montaj yönüdür. Doğrusal motorlu sürücüler güç olmadan serbestçe hareket ederken bilyalı vidalı sürücüler hareketi azaltmak için sürtünmeye sahiptir. Bu, özellikle sürücünün dikey olarak monte edilmesi gereken uygulamalarda önemlidir. Doğrusal motor kademesi neredeyse sürtünmesiz olduğundan, güç kaybı taşıyıcının serbest düşmesine neden olur. Ayrıca, motora büyük bir sürekli kuvvet gereksinimi getiren yer çekimi kuvvetinin her zaman üstesinden gelinmesi gerekir. Bilyalı vidalı tahrikler dikey uygulamalar için daha uygundur; çünkü lineer motorlar dikey olarak çalıştırıldığında hızlı bir şekilde aşırı ısınabilir veya bir dengeleme gerektirebilir.

Bir motor seçmek aynı zamanda ödünleşimleri de içerebilir. Yaygın olarak kullanılan döner motorlar en ucuz seçenektir ancak sürücü sistemi alanı gereksinimlerini artırırlar. Doğrusal motorlar daha az yer kaplar ancak daha pahalıdırlar çünkü döner motorlara göre daha fazla mıknatısa sahiptirler ve doğrusal kodlayıcı gerektirirler. Bilyalı vidayla tahrik edilen aşamalarda doğrusal kodlayıcılar kullanılabilir, ancak motor ve bilyalı vida üzerindeki döner kodlayıcılar genellikle aynı şekilde çalışır ve daha az maliyetli olur. Step motorların veya servo motorların kullanılmasıyla ilgili ödünleşimler de vardır. Stepper'lar daha ucuzdur ancak servo motorlar daha iyi yüksek hız performansına sahiptir.

Bilyalı vidayla tahrik edilen bir sahne için bir seçenek çerçevesiz bir motordur. Çerçevesiz motor, sahneye yerleştirilmiş standart bir fırçasız motordur. Rotor mıknatısları doğrudan vidalı mil miline bağlanır ve stator sargıları kademenin sonuna entegre edilir. Bu konfigürasyon, birkaç inçlik alan tasarrufu sağlayan motor kuplörünü ortadan kaldırır. Kuplörün yokluğu, motor-bilyeli vida bağlantısının gecikmesini ve sarılmasını azaltır, bu da performansı artırır. Sahne üreticileri, uygulama için en iyi toplam çözümün tanımlanmasına yardımcı olmak amacıyla motorlar ve kodlayıcılar konusunda uzmanlık sağlamalıdır.

Sistem hareketinin mekanik ve elektriksel yönleri iyice anlaşıldıktan ve aşamalar seçildikten sonra kontrol sisteminin ayrıntıları çözülebilir. Bir kontrol sistemi, tüm sürücülerin konnektörleri hakkında geri bildirim bilgisi sağlamamasına özellikle dikkat edilerek, sürücü elektroniği ile uyumlu olmalıdır. İdeal olarak kontrol cihazı, ek donanım olmadan doğrudan dönüştürücü ve aktüatör sinyallerine arayüz oluşturmalıdır. Kontrolörün ayrıca sistemin doğal veri hızları dahilinde kontrol döngülerini kapatmak veya birden fazla hareket ekseninin hareketini gerektiği gibi eşzamanlı olarak koordine etmek için yeterli performansa sahip olması gerekir.