Viimeisen vuosikymmenen suurimmat edistysaskeleet liikkeessä ovat tapahtuneet ohjausjärjestelmissä ja elektroniikassa.

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 osat ovat jopa muodoissa, jotka kyseenalaistavat perinteiset käsitykset näyttämöiden morfologiasta. ”Kaarevat lineaarimoottoriosat mahdollistavat täydellisen soikean voimansiirron silmukan. Näissä ohjauspyörät pitävät liikkuvan elementin tarkkojen etäisyyksien päässä magneeteista optimaalisen voimansiirron saavuttamiseksi. 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. 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.

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. 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.

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. FUYU tarjoaa nyt pienikokoisia ja tarkkoja liikealustoja, 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.