Hareket kontrolörünüz ne kadar sofistike olursa olsun, kötü tasarlanmış bir elektromekanik sistemin üstesinden gelemez.

Hareket kontrol sistemleri üç ana bileşenden oluşur: konumlandırma mekanizması, motor tahrik elektroniği ve hareket denetleyicisi. Bu bileşenlerin her biri dikkatle seçilmelidir, ancak en iyi sistem sonuçları için önce konumlandırma mekanizmasını planlayın. Mekanizma gereksinimleri karşılayamazsa, sürücüler ve hareket denetleyicisi farkı telafi edemez.

Herhangi bir hareket sistemi tasarlamanın ilk adımı, süreci tam olarak tanımlamak ve anlamaktır. Bu açıklamadan bileşen performans parametrelerinin bir listesini yapın. Bu liste, eksen sayısı, her eksenin seyahat uzunluğu, hareketin hassasiyeti (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, çok yönlü yönlerde çalışma, multiaxis konfigürasyonlarında kablo yönetimi, ömür boyu planlama ve entegrasyon kolaylığı yer alır. Bu parametrelerin hızlı bir şekilde gözden geçirilmesi, hepsinin konumlandırma mekanizması ile ilgili olduğunu ve bu nedenle bu bileşenlerin kapsamlı bir değerlendirmesinin proje başarısı için kritik olduğunu göstermektedir.

Uygulama, konumlandırma aşamasının doğrusal, döner olup olmadığını veya aşamaların bir kombinasyonunu bir multiaxis sistemine dahil edip etmediğini tanımlayacaktır. Oldukça basit tek eksenli uygulamalarda bile birçok husus vardır. 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 hareket etmesi gereken maksimum ve minimum mesafeyi, gerekli seyahat hızlarını ve ivmeyi düşünün.

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 dramatik bir etkisi vardır. Örneğin, numunelerin bir kamera altında hızlı bir şekilde ileri geri salındığı yüksek hızlı bir inceleme uygulamasında, hareketli yükün “boya sallayan etkisine” dayanabilen bir yapıya doğrusal bir konumlandırma aşaması monte edilmelidir. Benzer şekilde, düzlükte yüksek hassasiyet için seçilen uzun yolculuk doğrusal aşaması, flat olmayan bir yüzeye uygun aşamadan bozulmayı önlemek için uygun şekilde düz bir yüzeye monte edilmelidir.

Ayrıca aşama özelliklerini tanımlarken sistemin ömür boyu gereksinimlerini de göz önünde bulundurun. Gereksinimler makinenin ömrü boyunca değişirse, sistemi konumlandırma aşaması toleransının dışına koyabilir ve makine doğruluğunu, üretkenliğini ve güvenilirliğini bozabilir. Herhangi bir hareketli bileşende olduğu gibi, konumlandırma özellikleri genişletilmiş kullanımla değişebilir. Makinenin amaçlanan servis ömrü boyunca hareket gereksinimlerini karşılamak için sahnenin derecelendirildiğinden emin olun.

Diğer etkiler arasında sistemin boyutu ve çevresel kısıtlamaları yer alır. Hem yatay hem de dikey boyut kısıtlamalarını düşünün. Sistemin toplam ayak izini etkileyebilecek faktörler arasında sürücü mekaniğinin harici veya iç olup olmadığı ve kablolamanın nasıl yönetildiğini içerir. Çevresel kısıtlamalar, makinenin hareketli kısımlarının birkaç parçacık veya kirli ortamlar üretmesi gereken temiz oda uygulamalarını içerebilir, burada ortam partiküllerinin aşamada aşırı sürtünmeye ve etki güvenilirliği ve performansına neden olabileceği. Çalışma sıcaklığı, aşama performansını önemli ölçüde etkileyebilecek önemli bir çevresel sorundur. İki veya üç derecelik bir sıcaklık değişimi, aşama toleransını değiştirmek için yeterli genişlemeye neden olabilir.

Birçok uygulama çok eksenli hareket gerektirir. Multiaxis sisteminde, aşamalar farklı yönlerde hareket için istiflenmelidir. Örneğin, bir silikon waser denetim sisteminin doğrusal vermesi gerekebilir.XVeYhareketin yanı sıra dönmeteta. Bu tür sistemlerde, geometrinin sistemin geri kalanındaki toleransları nasıl etkilediğini düşünmek önemlidir. Örneğin, iki aşama üst üste yığılmış olarak, üst aşama seyahatinin uçlarında sapabilir. Üst aşamanın sapması, alt aşamadaki konsol yükünün bir fonksiyonudur. Bu sapma dikkate alınmalı veya farklı bir konfigürasyon dikkate alınmalıdır. Sahne üreticisi, istiflenmiş aşamaların özelliklerinin uygulama gereksinimlerini karşılamasını sağlamalıdır.

Çok aşamalı sistemlerde, kablo yönetimi bir lojistik ve güvenilirlik sorunu olabilir. Kablolar genellikle göz ardı edilir, ancak sistemin ömrünü, geometrisini ve performansını etkileyebilir. Yenilikçi kablolama çözümleri için sahne üreticisine bakın. Bunlar, daha fazla esneklik için harici kablo konektörlerinden ziyade sürtünmeyi ve sürüklemeyi azaltmak için kabloları dahili olarak entegre etmeyi veya tek bir harici kablo arayüzü kullanmayı içerebilir.

Sistem sürücüsüne karar vermek önemli bir unsurdur. En yaygın iki tahrik tipi top vidası ve doğrusal motorlu sürücülerdir. Top vidalı sürücüler ucuzdur ve anlaşılması kolaydır. Doğal sönümleme ile kontrol edilmesi kolaydır ve bir fren kolayca eklenebilir. Öte yandan, mekanik sürtünme sabit bir hızı korumayı zorlaştırabilir. Sıcaklık veya nem aşırılıkları gibi bazı koşullar altında, bilyalı vidanın perdesi değişebilir ve doğruluğu etkileyebilir. Termal etkiler bir sorunsa, doğrusal bir kodlayıcı gerekebilir veya doğrusal motor aşaması daha iyi bir seçim olabilir.

Doğrusal motor aktarma organları manyetik bir yol ve bobin düzeneğinden oluşur. Manyetik parça tipik olarak sabittir ve çelik bir substrat üzerine monte edilmiş bir dizi kalıcı mıknatıstan oluşur. Bobin tertibatı tüm bakır sargıları içerir ve tipik olarak kayar aşama taşıyıcısına monte edilir. Bazı doğrusal motor aşamaları, kablolamayı basitleştirmenin bir aracı olarak kayar taşıma düzeneğinde kalıcı mıknatıslara sahiptir, ancak mıknatıs uzunluğu bu sistemlerin seyahatini sınırlar.

Doğrusal motorlu sürücüler genellikle yüksek hızlı, sabit hızlı veya uzun yolculuk uygulamalarında hafif ila orta yükler için en iyisidir. Doğrusal motorlu sürücüler, seyahat uzunluğu arttıkça sarkmazlar çünkü top vidalı aktarma organlarından çok daha uzun seyahat kapasitesine sahiptir. Daha iyi hız kontrolü sağlayabilirler, ancak hareketli bobin ve doğrusal kodlayıcı elektroniği kablo yönetimini daha karmaşık hale getirir. Buna ek olarak, büyük doğrusal sürücüler daha ağırdır ve seyahat uzunluğu ve mıknatıs boyutu arttıkça pahalı olabilir.

Bir sürücü türü seçilmesinde önemli bir husus, yeteneği durdurmak ve oryantasyonu monte etmektir. Doğrusal motorlu sürücüler güç olmadan serbest hareket ederken, top vidalı sürücüler hareketi azaltmak için sürtünmeye sahiptir. Bu özellikle sürücünün dikey olarak monte edilmesi gereken uygulamalarda önemlidir. Doğrusal motor aşaması neredeyse sürtünmesiz olduğundan, güç kaybı, arabanın serbest düşmesine izin verecektir. Ek olarak, yerçekimi kuvveti her zaman aşılmalıdır, bu da motora büyük bir sürekli kuvvet gereksinimi koyar. Topçu sürücüleri dikey uygulamalar için daha uygundur, çünkü doğrusal motorlar dikey olarak çalıştığında hızlı bir şekilde aşırı ısınabilir veya bir denge gerektirebilir.

Bir motorun seçilmesi de değiş tokuşları içerebilir. Ortak döner motorlar en az pahalı seçenektir, ancak sürücü sistemi alan gereksinimlerine eklerler. Doğrusal motorlar daha az yer kaplar, ancak daha pahalıdır, çünkü bir döner motordan daha fazla mıknatısa sahiptirler ve doğrusal bir kodlayıcı gerektirir. Top vidalı aşamalar doğrusal kodlayıcılar kullanabilir, ancak motor ve bilyalı vidadaki döner kodlayıcılar genellikle de aynı şekilde çalışır ve daha az maliyetlidir. Steper motorları veya servootorları kullanma ile ilgili ödünleşmeler de vardır. Steps daha ucuzdur, ancak servootorlar daha yüksek hızlı performansa sahiptir.

Top vidalı bir sahne için bir seçenek çerçevesiz bir motordur. Çerçevesiz bir motor, sahneye yerleştirilmiş standart fırçasız bir motordur. Rotor mıknatısları doğrudan bilyalı vidalı şaftına bağlanır ve stator sargıları sahnenin sonuna entegre edilir. Bu konfigürasyon, birkaç inç alan tasarrufu sağlayan motor kuplörünü ortadan kaldırır. Kuplörün olmaması, performansı artıran motordan top-vidalı bağlantının histerezisini ve rüzgârını azaltır. Sahne üreticileri, uygulama için en iyi toplam çözümü tanımlamaya yardımcı olmak için motorlar ve kodlayıcılar hakkında uzmanlık sağlamalıdır.

Sistem hareketinin mekanik ve elektriksel yönleri iyi anlaşıldıktan ve aşamalar seçildikten sonra, kontrol sisteminin detayları çözülebilir. Bir kontrol sistemi, tüm sürücülerin konektörleri hakkında geri bildirim bilgisi sağlamadığı gerçeğine özel dikkat göstererek, sürücü elektroniği ile uyumlu olmalıdır. İdeal olarak, denetleyici ek donanım olmadan doğrudan dönüştürücü ve aktüatör sinyallerine arayüz oluşturmalıdır. Kontrolör ayrıca, sistemin doğal veri hızları içindeki kontrol döngülerini kapatmak için yeterli performansa sahip olmalı veya gerektiğinde birden fazla hareket ekseninin hareketini aynı anda koordine etmelidir.