Побудова приводів та етапів з нуля сили Дизайнів на замовлення, інвентаризацію та збирання сотень частин. Це також збільшує час на ринку та вимагає техніків та спеціалізованого виробничого обладнання. Альтернатива - замовити попередні пристрої руху.

Етапи та приводи - це часто лише предмети на матеріалах машини. Якщо вони забезпечують правильну силу, корисну навантаження, позиціонування та швидкість, будівельникам машин не потрібно витрачати час, приділяючи їм додаткову увагу. Але компанії можуть фактично покращити свої машини, використовуючи попередньо стадії та приводи.

Попередні етапи, такі як цей лінійний привід сервообельта, зазвичай коштують на 25-50% менше, ніж їхні колеги на основі компонентів, завдяки зменшенню кількості частин, особливо дужок та роз'ємів. Вони також зменшують витрати, пов'язані з проектуванням та підтримкою запасів.
Правильно попередні підсистеми руху вписуються у визначений фізичний простір і прив’язують до елементів управління машиною. Зазвичай вони приймають команди з комп'ютерного інтерфейсу верхнього рівня, картки управління або PLC. Найпростіші попередньо попередні системи складаються з трохи більше, ніж привід та роз'єми. Складні попередні етапи додають контролю і навіть кінцеві ефектори для переміщення корисних навантажень.

Попередні етапи часто перевершують компонентні системи, оскільки вони налаштовані. На відміну від цього, багато машинних будівельників не мають кваліфікованих техніків, світильників та лазерних інтерферометрів та іншого обладнання для вирівнювання етапів (які часто мають допуски вирівнювання вісь до осі, виміряні в мікронах).

Стратегія контролю диктує частину дизайну, тому попередньо інженерні етапи не завжди дотримуються традиційних правил дизайну. Розглянемо невідповідність інерції. Типовим правилом є тримати співвідношення інерції корисної навантаження, щоб інерція моторянила нижче 20: 1, щоб уникнути проблем при використанні попередніх встановлених підсилювачів та комбінацій рухових комбінацій. Але багато попередніх етапів мають співвідношення до 200: 1 (або навіть 4500: 1 на поворотних столах, наприклад) і все -таки роблять точні кроки без переодягання. Тут виробник динамічно змінює настройку сцени та підтверджує їх фізичними тестами. Це дозволяє меншими двигунами виконувати цю роботу.

Ротаційні етапи, як цей, зазвичай використовуються для позиціонування, але також підходять для машин ЧПУ. Машини, які найбільше використовують попередні етапи, зливаються напівпровідником, мокрим ступенем, лазерним різанням, упаковкою та автоматизацією лабораторії.
Попередні етапи також надійні. Під час введення в експлуатацію нових систем руху індивідуальні, здавалося б, незначні компоненти не зможуть працювати належним чином разом. Наприклад, несправний роз'єм може зняти цілу машину. Попередні етапи збираються та випробовуються до того, як вони будуть введені в машини, щоб цього не відбулося.

Приклад: Лінійний рух
Розглянемо додаток, в якому лінійний привід робить два різні кроки. Один-це довга подорож при 400 мм/сек, а другий-швидкісна пробіжка 13 мм, яка повинна осідати в межах 10 мкм від цільової позиції в 150 мсек. Рухова маса становить 38 кг з цільовою двонаправленою точністю ± 5 мкм на основі зворотного зв'язку з оптичним лінійним кодером 1 мкм.

Традиційні етапи XY Ball-Screw недостатньо точні, якщо будівельник не вибирає дорогі версії з нульовим бек-баклом. Лінійні двигуни - це ще один варіант, але для цієї програми було б велике і дороге, оскільки лише довга котушка двигуна відповідала б вимозі на 300 Н безперервної сили. Довга котушка також потребує зростання змін до загального дизайну, що робить її на 50% дорожче, ніж інші варіанти.

Цей попередній етап мультиссис, заснований на лінійних приводах Servobelt, перевіряється до додавання його до машини для виробництва напівпровідників. На сцені є нульовий зворотний зв'язок, тому дизайнер може налаштувати елементи керування динамічними вимогами. Це корисно, оскільки єдиний спосіб зробити швидкі рухи індексу в цій машині-це закрити сервоолуп за допомогою лінійного кодера, який вимагає приводу без зворотного зв'язку від двигуна до корисного навантаження.
На відміну від цього, попередня стадія, заснована на приводах, керованих поясами, є економічно вигідною. Він не потребує управління з подвійною петлею, оскільки він може отримати за допомогою одноразового управління, використовуючи лише лінійний кодер. Привід також має по суті високе механічне демпфування, що дозволяє елементом управління мати високий приріст настройки (до чотирьох разів перевищує швидкість і позиційні прибутки) для коротких часів осідання. На відміну від цього, лінійні двигуни повинні імітувати демпфування в електроніці Servoamplifier, що зменшує можливе посилення позиції.

Приклад: Ротаційний рух
Розглянемо іншу програму-триостельну робочу машину з ЧПУ з ЧПУ. Зазвичай вони використовують лінійні рухові системи для розміщення ріжучого інструменту. На відміну від цього, попередня стадія поєднує в собі поворотне та лінійне позиціонування. Тут два поворотні пристрої, керовані ременями, несуть навантаження на поворотні підшипники великого діаметру і стикаються один з одним. Один несе шпиндель, керований повітрям 150 000 об / хв. Інший тримає заготовку і обертає її на 180 °, щоб ріжучий інструмент міг досягти будь-якої точки на поверхні заготовки в об'єм 40 × 40 × 40 мм.

Ця фрезерна машина з ЧПУ використовує попередню стадію, яка не є більш складною, ніж повинна бути. Застосування потребує хорошої поверхневої обробки, а не точність позиціонування, тому переговори кодерів і запускає відкриту петлю (потенційно заощаджуючи тисячі доларів на машину).
Лінійний привід, керований гвинтом, керує лінійною осі, але дозволяє обертовому пристрою з різанням головки передачі вісь відносно пристрою, що тримає заготовку. Усі три пристрої рухаються синхронізованою. Лінійна вісь обробляє позиціонування осі Z і приносить ріжучий інструмент до обличчя заготовки.

Ротаційна конструкція жорстка, що допомагає дизайну відповідати обробці допусків. Варіант, що змащується для життя, зменшує можливість забруднення, а ефектори на обох поворотних етапах поширюються через прості поворотні ущільнювачі в стіні різання камери. Ущільнювачі захищають внутрішні роботи від різання рідини та літаючого керамічного пилу. На відміну від цього, етапи XYZ потребують об'ємних сильфонів та обкладинки армаділло.

Поворотне розташування ріжучого інструменту та заготовки використовує полярні координати, а не декартове (як це типове для кінематики ЧПУ). Контролер бере команди XYZ G-Code і перетворює їх у полярні координати в режимі реального часу. Вигода? Ротаційний рух кращий, ніж лінійний для створення гладкої обробки поверхні, адже навіть найкращі лінійні підшипники та кульові гвинти «гуркоті», коли кульки циркулюють у навантаженому стані. Цей гуркіт відбивається через систему руху і може відображатися на деталях як періодичні варіації якості поверхні.