Hareket kontrol cihazınız ne kadar gelişmiş olursa olsun, kötü tasarlanmış bir elektromekanik sistemin üstesinden gelemez.

Hareket kontrol sistemleri üç ana bileşenden oluşur: konumlandırma mekanizması, motor tahrik elektroniği ve hareket kontrolörü. Bu bileşenlerin her biri dikkatlice seçilmelidir ancak en iyi sistem sonuçları için önce konumlandırma mekanizmasını planlayın. Mekanizma gereksinimleri karşılayamıyorsa, sürücüler ve hareket kontrolörü farkı kapatamaz.

Herhangi bir hareket sistemini 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 eşit derecede önemli parametreler arasında çevresel kısıtlamalar veya zorluklar, tahrik seçimi, çoklu yönelimlerde çalışma, çok eksenli yapılandırmalarda kablo yönetimi, ömür planlaması ve entegrasyon kolaylığı yer alır. Bu parametrelerin hızlı bir şekilde incelenmesi, hepsinin konumlandırma mekanizmasıyla ilgili olduğunu ve bu nedenle bu bileşenlerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesinin projenin başarısı için kritik öneme sahip olduğunu gösterir.

Uygulama, konumlandırma aşamasının doğrusal, döner olup olmadığını veya aşamaların bir kombinasyonunu çok eksenli bir sisteme 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 kat etmesi gereken maksimum ve minimum mesafeyi, gerekli seyahat hızlarını ve ivmeyi de göz önünde bulundurun.

Sahneyi daha büyük sistemin ayrılmaz bir parçası olarak düşünmek önemlidir. Örneğin, sahnenin nasıl monte edildiği ve montaj yapısı, sahne performansı ve teknik özellikleri karşılama yeteneği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Örneğin, numunelerin bir kameranın altında ileri geri hızla salındığı yüksek hızlı bir inceleme uygulamasında, doğrusal konumlandırma sahnesi, hareket eden yükün "boya sallama etkisine" dayanabilecek bir yapıya monte edilmelidir. Benzer şekilde, düzlükte yüksek hassasiyet için seçilen uzun mesafeli doğrusal bir sahne, sahnenin düz olmayan bir yüzeye uyum sağlamasından kaynaklanan bozulmayı önlemek için uygun şekilde düz bir yüzeye monte edilmelidir.

Ayrıca, sahne özelliklerini tanımlarken sistemin kullanım ömrü gereksinimlerini de göz önünde bulundurun. Gereksinimler makinenin kullanım ömrü boyunca değişirse, bu durum sistemi konumlandırma aşaması toleransının dışına çıkarabilir ve makinenin doğruluğunu, üretkenliğini ve güvenilirliğini düşürebilir. Herhangi bir hareketli bileşende olduğu gibi, konumlandırma yetenekleri uzun süreli kullanımla değişebilir. Sahnenin, makinenin amaçlanan hizmet ömrü boyunca hareket gereksinimlerini karşılayacak şekilde derecelendirildiğinden emin olun.

Diğer etkiler arasında sistemin boyutu ve çevresel kısıtlamaları bulunur. Hem yatay hem de dikey boyut kısıtlamalarını göz önünde bulundurun. Sistemin toplam ayak izini etkileyebilecek faktörler arasında tahrik mekaniğinin harici mi yoksa dahili mi olduğu ve kablolamanın nasıl yönetildiği yer alır. Çevresel kısıtlamalar arasında makinenin hareketli parçalarının az sayıda partikül üretmesi gereken temiz oda uygulamaları veya ortam partiküllerinin sahne içinde aşırı sürtünmeye neden olabileceği ve güvenilirliği ve performansı etkileyebileceği kirli ortamlar yer alabilir. Çalışma sıcaklığı, sahne performansını önemli ölçüde etkileyebilecek önemli bir çevresel sorundur. İki veya üç derece kadar az bir sıcaklık değişikliği, sahne toleransını değiştirecek kadar genişlemeye neden olabilir.

Birçok uygulama çok eksenli hareket gerektirir. Çok eksenli bir sistemde, aşamalar farklı yönlerde hareket için istiflenmelidir. Örneğin, bir silikon-wafer inceleme sisteminin doğrusal hareket sağlaması gerekebilir.XVeYhareket ve dönmeteta. Bu tür sistemlerde, geometrinin sistemin geri kalanındaki toleransları nasıl etkilediğini dikkate almak önemlidir. Örneğin, üst üste istiflenmiş iki aşama ile üst aşama, seyahatinin sonlarında sapabilir. Üst aşamanın sapması, alt aşamadaki konsol yükünün bir fonksiyonudur. Bu sapma hesaba katılmalı veya farklı bir yapılandırma düşünülmelidir. Aşama üreticisi, istiflenmiş aşamaların özelliklerinin uygulama gereksinimlerini karşıladığından emin olmalıdır.

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

Sistem sürücüsüne karar vermek önemli bir unsurdur. En yaygın iki sürücü türü bilyalı vida ve doğrusal motor sürücüleridir. Bilyalı vida sürücüleri ucuzdur ve anlaşılması kolaydır. Doğal sönümleme ile kontrol edilmeleri kolaydır ve kolayca bir fren eklenebilir. Öte yandan, mekanik sürtünme sabit bir hızı korumayı zorlaştırabilir. Sıcaklık veya nem aşırılıkları gibi bazı koşullar altında, bilyalı vidanın eğimi 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 ray ve bobin tertibatından oluşur. Manyetik ray genellikle sabittir ve çelik bir alt tabaka üzerine monte edilmiş bir dizi kalıcı mıknatıstan oluşur. Bobin tertibatı tüm bakır sargıları içerir ve genellikle kayar sahne taşıyıcısına monte edilir. Bazı doğrusal motor kademeleri, kablolamayı basitleştirmenin bir yolu olarak kayar araba tertibatında kalıcı mıknatıslara sahiptir, ancak mıknatıs uzunluğu bu sistemlerin hareketini sınırlar.

Doğrusal motor sürücüleri genellikle yüksek hızlı, sabit hızlı veya uzun seyahatli uygulamalarda hafif ila orta yükler için en iyisidir. Doğrusal motor sürücüleri, seyahat uzunluğu arttıkça sarkmadıkları için bilyalı vidalı tahrik sistemlerinden çok daha uzun seyahat kapasitesine sahiptir. Daha iyi hız kontrolü sağlayabilirler ancak hareketli bobin ve doğrusal kodlayıcı elektroniği kablo yönetimini daha karmaşık hale getirir. Ayrıca, büyük doğrusal sürücüler daha ağırdır ve seyahat uzunluğu ve mıknatıs boyutu arttıkça pahalı hale gelebilir.

Bir tahrik tipi seçerken önemli bir husus durdurma kabiliyeti ve montaj yönüdür. Doğrusal motor tahrikleri güç olmadan serbestçe hareket ederken, bilyalı vidalı tahrikler hareketi sönümlemek için sürtünmeye sahiptir. Bu, tahrikin dikey olarak monte edilmesi gereken uygulamalarda özellikle önemlidir. Doğrusal motor aşaması neredeyse sürtünmesiz olduğundan, güç kaybı taşıyıcının serbestçe düşmesine izin verecektir. Ayrıca, yerçekimi kuvvetinin her zaman üstesinden gelinmesi gerekir, bu da motora büyük bir sürekli kuvvet gereksinimi yükler. Bilyalı vidalı tahrikler dikey uygulamalar için daha uygundur, çünkü doğrusal motorlar dikey olarak çalıştırıldığında hızla aşırı ısınabilir veya bir karşı ağırlık gerektirebilir.

Bir motor seçmek aynı zamanda bazı tavizleri de içerebilir. Yaygın döner motorlar en ucuz seçenektir, ancak tahrik sistemi alan gereksinimlerine eklenirler. Doğrusal motorlar daha az yer kaplar ancak daha pahalıdırlar çünkü döner bir motordan daha fazla mıknatısa sahiptirler ve doğrusal bir kodlayıcı gerektirirler. Bilyalı vidalı tahrikli aşamalar doğrusal kodlayıcılar kullanabilir, ancak motor ve bilyalı vidadaki döner kodlayıcılar genellikle aynı şekilde çalışır ve daha az maliyetlidir. Adım motorları veya servo motorları kullanmanın da bazı tavizleri vardır. Adım motorları daha ucuzdur ancak servo motorlar daha iyi yüksek hızlı performansa sahiptir.

Bilyalı vidalı bir sahne için bir seçenek çerçevesiz bir motordur. Çerçevesiz bir motor, sahneye yerleştirilmiş standart bir fırçasız motordur. Rotor mıknatısları doğrudan bilyalı vidalı şafta bağlanır ve stator sargıları sahnenin ucuna entegre edilir. Bu yapılandırma, birkaç inçlik alan tasarrufu sağlayan motor kuplörünü ortadan kaldırır. Kuplörün olmaması, motor-bilyalı vida bağlantısının histerezisini ve sarılmasını azaltır ve bu da performansı artırır. Sahne üreticileri, uygulama için en iyi toplam çözümü tanımlamaya yardımcı olmak için motorlar ve kodlayıcılar konusunda uzmanlık sağlamalıdır.

Sistem hareketinin mekanik ve elektriksel yönleri iyi anlaşıldığında ve aşamalar seçildiğinde, kontrol sisteminin ayrıntıları çözülebilir. Bir kontrol sistemi, tüm sürücülerin konnektörlerinde geri bildirim bilgisi sağlamadığı gerçeğine özel dikkat gösterilerek, sürücü elektroniğiyle uyumlu olmalıdır. İdeal olarak, kontrolör ek donanım olmadan doğrudan dönüştürücü ve aktüatör sinyallerine arayüz sağlamalıdır. Kontrolör ayrıca, sistemin doğal veri oranları içinde kontrol döngülerini kapatmak veya gerektiğinde birden fazla hareket ekseninin hareketini aynı anda koordine etmek için yeterli performansa sahip olmalıdır.