Nykypäivän paikannuspöydät voivat täyttää erityiset ja vaativat lähtövaatimukset. Tämä johtuu siitä, että räätälöity integrointi ja uusimmat liikeohjelmointitekniikat auttavat pöytiä saavuttamaan uskomattoman tarkkuuden ja synkronoinnin. Lisäksi mekaanisten osien ja moottoreiden kehitys auttaa laitevalmistajia suunnittelemaan parempaa moniakselista paikannuspöydän integrointia.

Mekaaniset edistysaskeleet vaiheille

Tarkastellaanpa, miten perinteiset lavarakenteet yhdistävät lineaarisia akseleita XYZ-toimilaiteyhdistelmissä. Joissakin (vaikkakaan ei kaikissa) tapauksissa tällaiset sarjalliset kinemaattiset rakenteet voivat olla kookkaita ja niissä voi esiintyä kertyneitä paikannusvirheitä. Sitä vastoin integroidut kokoonpanot (olivatpa ne sitten samassa karteesisessa lavamuodossa tai muissa järjestelyissä, kuten heksapodeissa ja Stewart-alustoilla) tuottavat tarkempaa liikettä, jonka ohjainalgoritmit sanelevat ilman liikevirheiden kertymistä.

Perinteiset ruuvikäyttöiset vaiheet (moottorilla ja vaihteistolla toisessa päässä) on helppo toteuttaa, kun hyötykuorma ei tarvitse omaa virtalähdettä ja kokonaispituus ei ole ongelma. Muussa tapauksessa vaihteisto voidaan sijoittaa vaiheen sisälle moottorin puoleiseen päähän, jolloin vain moottorin pituus lisää paikannusvaiheen kokonaispinta-alaa.

Tarvittaessa karteesiset asetukset voivat myös minimoida virheitä, kun ne on esiintegroitu erikoiskomponentteihin, kuten lineaarimoottoreihin. Nämä ovat tällä hetkellä tekemässä suuria läpimurtoja suurnopeuksisten pakkausten tuotantokoneissa.

Jotkut tällaiset osakomponentit ovat jopa muodoissa, jotka kyseenalaistavat perinteiset käsitykset näyttämöiden morfologiasta. Kaarevat lineaarimoottoriosat mahdollistavat täydelliset soikeat voimansiirtosilmukat. Näissä ohjauspyörät pitävät liikkuvan elementin tarkkojen etäisyyksien päässä magneeteista optimaalisen voimansiirron saavuttamiseksi, ja suurten kiihtyvyyden saavuttamiseksi tarvitaan erityisiä pyörämateriaaleja ja laakerirakenteita – liikejärjestelmät olivat mahdottomia vain muutama vuosi sitten.

Pienemmillä paikannusvaiheilla tarkemmat takaisinkytkentälaitteet, tehokkaat moottorit ja käyttölaitteet sekä tehokkaammat laakerit parantavat suorituskykyä – erityisesti esimerkiksi nanopaikannusvaiheissa, joissa on integroidut suorakäyttömoottorit.

Muualla perinteisten pyörivistä lineaarisiksi muuttavista komponenteista valmistetut räätälöidyt versiot auttavat pitämään kustannukset alhaisina. Bell Evermanin johtajan ja teknologiajohtajan Mike Evermanin mukaan suurikokoisissa sovelluksissa voidaan liittää yhteen servohihnavaiheita ilman pituusrajoituksia. Tällaisten pitkäiskuisten vaiheiden käyttö lineaarimoottoreilla voi olla liian kallista, ja niiden käyttö ruuveilla tai perinteisillä hihnoilla voi olla haastavaa.

Räätälöityjen ja kaupallisten valmiiden (COTS) liikeratatuotteiden välillä valittaessa on yksi varoitus.

Kun päätetään räätälöidyn ratkaisun ja valmiin suunnitteluratkaisun välillä, kaikki riippuu sovelluksen vaatimuksista. Jos saatavilla on valmis ratkaisu, joka täyttää kaikki sovelluksen vaatimukset, tämä on ilmeinen valinta. Yleensä räätälöidyt kokoonpanot ovat kalliimpia, mutta ne on räätälöity tarkasti kulloiseenkin sovellukseen.

Paikannusvaiheiden elektroniikan kehitys

Vähäkohinaisen takaisinkytkennän ja parempien tehovahvistimien elektroniikka auttaa parantamaan paikannuspöydän suorituskykyä, ja ohjausalgoritmit parantavat paikannustarkkuutta ja -kapasiteettia. Lyhyesti sanottuna ohjaukset tarjoavat insinööreille enemmän vaihtoehtoja kuin koskaan verkottumiseen ja paikannuspöydän akseleiden liikkeen korjaamiseen.

Ajatellaanpa, kuinka nykypäivän pakkauslinjojen integraattoreilla ei ole aikaa rakentaa moniakselisia toimintoja tyhjästä. Nämä insinöörit haluavat vain robotteja, jotka kommunikoivat ja yksinkertaistavat tuotevirtausta useiden työasemien läpi, Evermanin mukaan. Yhä useammissa tapauksissa ratkaisu on erikoisohjaukset, osittain siksi, että ohjaukset ovat paljon taloudellisempia kuin kymmenen vuotta sitten.

Sovellukset vauhdittavat paikannusvaiheen innovaatioita

Useat teollisuudenalat – puolijohde- ja elektroniikkateollisuus, lääketiede, ilmailu- ja puolustusteollisuus, autoteollisuus sekä koneenrakennus – vauhdittavat muutoksia nykypäivän näyttämöillä ja nostolaitteissa.

Kaikki nämä toimialat ajavat muutosta tavalla tai toisella. Tarkkuusliikkeissä meitä ajavat toimialat, jotka pyrkivät nostamaan tuottoja ja tarkkuutta tasoille, jotka olivat saavuttamattomia vain muutama vuosi sitten. Ymmärrämme, että yksi koko ei koskaan sovi kaikille ja harvoin useimmille.

Vaikka valmistajat toimittavat räätälöityjä malleja kaikille toimialoille, korkean teknologian toimialat (kuten lääketiede, puolijohde ja tiedontallennus) ovat niitä, jotka vaativat erikoistuneempia vaiheita. Tämä johtuu pääasiassa kilpailuetua hakevista asiakkaista.

Toiset näkevät asian hieman eri tavalla. Pienten, erittäin tarkkojen liikekomponenttien tarve kasvaa edistyneen tutkimuksen, biotieteiden ja fysiikan sovelluksissa. Hän kuitenkin näkee näiden teollisuudenalojen siirtyvän pois räätälöidyistä vaiheista kohti standardoituja tuotteita, jotka ovat helpommin saatavilla. Bishop-Wisecarver tarjoaa nyt pienikokoisia ja tarkkoja liikevaihevaiheita, kuten Miniature Precision (MP) -sarjan, vaativiin tieteellisiin sovelluksiin.

Laajamittainen teollisuuden siirtyminen miniatyrisointiin on varmasti johtanut positionointivaiheen suunnittelun siirtymiseen räätälöintiin. Kulutuselektroniikan markkinat ovat miniatyrisoinnin ajuri, erityisesti ohuempien puhelimien ja televisioiden muodossa olevien pakkausten osalta. Näiden fyysisesti pienempien laitteiden myötä tulee kuitenkin parantunut suorituskyky, kuten enemmän tallennustilaa ja nopeammat prosessorit. Paremman suorituskyvyn saavuttaminen tässä vaatii nopeampia ja tarkempia automatisointivaiheita.

Laitepakkauksen ja optisten kytkentävaatimusten on kuitenkin oltava selvästi alle mikrometrin. Näiden toleranssien yhdistäminen massatuotannon läpimenovaatimuksiin luo vaikean automatisointihaasteen. Monissa näistä tapauksista vaihe tai vaiheet – tai mikä tärkeämpää, täydellinen automaatioratkaisu – on räätälöitävä vastaamaan loppukäyttäjän tarkkoja tarpeita.

Esineiden internet (IoT) tekee läpimurtoa paikannusvaiheiden kokoonpanoissa. Nykymaailmassa, jossa tuotteet ovat yhteydessä toisiinsa ja toimivat yhdessä, kuluttajat odottavat niiden olevan yhteydessä toisiinsa. Ei ole epäilystäkään siitä, että esineiden internet (IoT) saavuttaa kaikki liikkeenohjauksen ja tehdasautomaation tasot. Tuotteemme ovat hyvin varusteltuja tukemaan verkottunutta tehdasta. Olipa kyse sitten yhteenliitettävyydestä PLC:n, kenttäväylän, langattoman verkon, Ethernetin tai analogi-digitaalisen I/O:n kautta, taajuusmuuttajamme ja ohjaimemme tarjoavat ratkaisuja tehdasliitettävyyteen. Tulevia kehityshankkeita tehdään tämän liitettävyyden parantamiseksi entisestään.

Kun yhdessä etenemme kohti verkottuneita tehtaita, joissa automaatiotaso on korkeampi, tarve koneiden kunnon tarkalle valvonnalle kasvaa. Luotettavalla, dataan perustuvalla koneiden tilan palautteella on potentiaalia poistaa odottamattomat koneviat.

IoT-ominaisuuksia käytetään jo puolijohdevalmistuksessa ja automaatiotehtävissä, joissa käsitellään kalliita työkappaleita.

Lineaarilaakereihin ja ohjaimiin upotetut anturit valvovat käyttölämpötilojen muutoksia ja muita värähtelyjä, jotka molemmat ovat laakerivian ennätysindikaattoreita. Näitä parametreja valvomalla itse laakerissa voidaan käynnistää korjaavia toimenpiteitä ennen vikaantumista.