تستطيع منصات تحديد المواقع اليوم تلبية متطلبات الإنتاج الدقيقة والمعقدة. ويعود ذلك إلى التكامل المخصص وأحدث تقنيات برمجة الحركة التي تُمكّن هذه المنصات من تحقيق دقة وتزامن فائقين. علاوة على ذلك، تُسهم التطورات في الأجزاء الميكانيكية والمحركات في مساعدة الشركات المصنعة للمعدات الأصلية على التخطيط لتكامل أفضل لمنصات تحديد المواقع متعددة المحاور.

التطورات الميكانيكية للمراحل

لنتأمل كيف تجمع منصات العرض التقليدية بين المحاور الخطية في تركيبات محركات XYZ. في بعض الحالات (وإن لم يكن كلها)، قد تكون هذه التصاميم الحركية التسلسلية ضخمة وتُظهر أخطاء متراكمة في تحديد المواقع. في المقابل، تُنتج التجهيزات المتكاملة (سواء كانت بنفس تنسيق المنصة الكارتيزية أو بترتيبات أخرى مثل المنصات السداسية الأرجل ومنصات ستيوارت) حركة أكثر دقة تُمليها خوارزميات التحكم دون تراكم أخطاء الحركة.

تُعدّ المنصات التقليدية ذات المحرك اللولبي (المزودة بمحرك وتروس في أحد طرفيها) سهلة التنفيذ عندما لا يحتاج الحمل إلى مصدر طاقة خاص به، ولا يُمثّل الطول الإجمالي مشكلة. وإلا، يُمكن وضع التروس داخل المنصة عند طرف المحرك، وبالتالي فإن طول المحرك فقط هو ما يُضاف إلى المساحة الإجمالية لمنصة تحديد المواقع.

عند الحاجة، يمكن لأنظمة الإحداثيات الديكارتية تقليل الخطأ إلى أدنى حد عند دمجها مسبقًا مع مكونات متخصصة، مثل المحركات الخطية. وتشهد هذه الأنظمة حاليًا انتشارًا واسعًا في آلات الإنتاج المستخدمة في التعبئة والتغليف عالية السرعة.

تأتي بعض هذه المكونات الفرعية بأشكال تتحدى المفاهيم التقليدية حول شكل المسرح. تسمح أقسام المحرك الخطي المنحنية بتكوين حلقات بيضاوية كاملة لنقل الطاقة. هنا، تحافظ عجلات التوجيه على العنصر المتحرك على مسافات دقيقة من المغناطيسات لتحقيق نقل مثالي للقوة، وتُعد مواد العجلات الخاصة وتصاميم المحامل ضرورية لمعدلات التسارع العالية - وهي أنظمة حركة كانت مستحيلة قبل بضع سنوات فقط.

في مراحل تحديد المواقع الأصغر حجماً، تعمل أجهزة التغذية الراجعة الأكثر دقة والمحركات وأنظمة القيادة الفعالة والمحامل ذات الأداء العالي على تعزيز الأداء - خاصة في مراحل تحديد المواقع النانوية المزودة بمحركات قيادة مباشرة مدمجة، على سبيل المثال.

في أماكن أخرى، تُسهم النسخ المُخصصة من المكونات التقليدية لتحويل الحركة الدورانية إلى خطية في خفض التكاليف. ووفقًا لمايك إيفرمان، المدير التنفيذي للتكنولوجيا في شركة بيل إيفرمان، يُمكن ربط مراحل السيرفوبيل معًا في التطبيقات ذات التنسيق الكبير دون قيود على الطول. قد يكون تشغيل هذه المراحل ذات الشوط الطويل باستخدام المحركات الخطية مكلفًا للغاية، كما أن تشغيلها باستخدام البراغي أو الأحزمة التقليدية قد يكون صعبًا.

هناك تحذير واحد عند الاختيار بين منتجات الحركة المصممة حسب الطلب أو المنتجات التجارية الجاهزة (COTS).

عند الاختيار بين حل مُصمم خصيصًا أو تصميم جاهز، يعتمد الأمر بشكل أساسي على متطلبات التطبيق. إذا كان الحل الجاهز متوفرًا ويلبي جميع متطلبات التطبيق، فهو الخيار الأمثل. عادةً ما تكون الحلول المُصممة خصيصًا أغلى ثمنًا، ولكنها مُصممة بدقة لتناسب التطبيق المطلوب.

تطورات في إلكترونيات مراحل تحديد المواقع

تساهم الإلكترونيات المزودة بتغذية راجعة منخفضة الضوضاء ومضخمات طاقة محسّنة في تعزيز أداء منصة تحديد المواقع، كما تعمل خوارزميات التحكم على تحسين دقة تحديد المواقع والإنتاجية. باختصار، توفر أنظمة التحكم للمهندسين خيارات أكثر من أي وقت مضى لربط وتصحيح حركة محاور منصة تحديد المواقع.

لاحظ كيف أن مُكاملِي خطوط التعبئة والتغليف اليوم لا يملكون الوقت الكافي لبناء وظائف متعددة المحاور من الصفر. هؤلاء المهندسون يريدون ببساطة روبوتات تتواصل فيما بينها، وتدفقًا سلسًا للمنتجات عبر سلسلة من محطات العمل، وفقًا لإيفرمان. في عدد متزايد من الحالات، يكمن الحل في أنظمة تحكم مُخصصة، ويعود ذلك جزئيًا إلى أن أنظمة التحكم أصبحت أكثر اقتصادية بكثير مما كانت عليه قبل عشر سنوات.

التطبيقات تحفز الابتكار في مرحلة تحديد المواقع

تُحفز العديد من الصناعات - أشباه الموصلات والإلكترونيات، والطبية، والفضاء والدفاع، والسيارات، وتصنيع الآلات - التغييرات في منصات الرفع والجسور الحالية.

تُساهم جميع هذه الصناعات في إحداث التغيير بطريقة أو بأخرى. ففي مجال الحركة عالية الدقة، نتأثر بالصناعات التي تسعى جاهدةً لرفع مستويات الإنتاجية والدقة إلى مستويات لم تكن متاحة قبل بضع سنوات. ونُدرك أن حلاً واحداً لا يُناسب الجميع، ونادراً ما يُناسب معظمهم.

على الرغم من أن الشركات المصنعة تقدم تصاميم مخصصة لجميع القطاعات، إلا أن قطاعات التكنولوجيا المتقدمة (مثل القطاع الطبي، وأشباه الموصلات، وتخزين البيانات) هي التي تسعى إلى تطوير مراحل أكثر تخصصًا. ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى رغبة العملاء في الحصول على ميزة تنافسية.

يرى آخرون الأمر بشكل مختلف قليلاً. ثمة حاجة متزايدة لمكونات حركة صغيرة وعالية الدقة لتطبيقات في البحوث المتقدمة وعلوم الحياة والفيزياء. ومع ذلك، يرى أن هذه الصناعات تتجه نحو استخدام منتجات قياسية متوفرة بسهولة أكبر بدلاً من المنصات المصممة حسب الطلب. وتتوفر الآن منصات حركة صغيرة الحجم وعالية الدقة، مثل سلسلة Miniature Precision (MP)، من شركة Bishop-Wisecarver للتطبيقات العلمية الدقيقة.

لا شك أن توجهات الصناعة واسعة النطاق نحو التصغير قد دفعت بعض مراحل تصميم المنتجات نحو التخصيص. ويُعد سوق الإلكترونيات الاستهلاكية محركًا رئيسيًا للتصغير، لا سيما فيما يتعلق بالتغليف، كالهواتف وأجهزة التلفاز الأقل سمكًا على سبيل المثال. ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة الأصغر حجمًا تأتي مع أداء مُحسّن، مثل سعة تخزين أكبر ومعالجات أسرع. ويتطلب تحقيق أداء أفضل مراحل أتمتة أسرع وأكثر دقة.

مع ذلك، فإن متطلبات تغليف الأجهزة والربط البصري أقل بكثير من الميكرومتر. ويُشكّل الجمع بين هذه التفاوتات ومتطلبات الإنتاجية العالية في الإنتاج بكميات كبيرة تحديًا كبيرًا في مجال الأتمتة. في كثير من هذه الحالات، يجب تصميم المرحلة أو المراحل - أو الأهم من ذلك، حل الأتمتة الكامل - خصيصًا لتلبية الاحتياجات الدقيقة للعميل النهائي.

تُحرز تقنية إنترنت الأشياء تقدماً ملحوظاً في أنظمة تحديد المواقع. في عالمنا المتصل اليوم، يتوقع المستهلكون أن تتصل المنتجات وتعمل معاً. لا شك أن إنترنت الأشياء سيصل إلى جميع مستويات التحكم في الحركة وأتمتة المصانع. منتجاتنا مُجهزة تجهيزاً كاملاً لدعم المصانع المتصلة. سواءً تم هذا الاتصال عبر وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC)، أو ناقل بيانات ميداني، أو لاسلكياً، أو عبر الإيثرنت، أو من خلال وحدات الإدخال/الإخراج التناظرية الرقمية، فإن محركاتنا ووحدات التحكم لدينا تُقدم حلولاً متكاملة لاتصال المصانع. ويجري العمل حالياً على تطويرات مستقبلية لتعزيز هذا الاتصال بشكل أكبر.

مع تقدمنا ​​الجماعي نحو المصانع المتصلة ذات مستويات الأتمتة العالية، ستزداد الحاجة إلى مراقبة حالة الآلات بدقة. فالتغذية الراجعة الموثوقة والمستندة إلى البيانات حول حالة الآلات لديها القدرة على القضاء على الأعطال غير المتوقعة.

بدأت إمكانيات إنترنت الأشياء بالفعل في استخدامها في تصنيع أشباه الموصلات ومهام الأتمتة التي تعالج قطع العمل باهظة الثمن.

ستقوم أجهزة الاستشعار المدمجة داخل المحامل الخطية والموجهات بمراقبة التغيرات في درجات حرارة التشغيل والاهتزازات الإضافية، وهما مؤشران رئيسيان على تلف المحمل. ومن خلال مراقبة هذه المعايير عند المحمل نفسه، يمكن اتخاذ إجراءات تصحيحية قبل حدوث التلف.