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 aradaki farkı kapatamaz.

Herhangi bir hareket sistemi tasarlamanın ilk adımı, süreci tam olarak tanımlamak ve anlamaktır. Bu açıklamadan yola çıkarak bileşen performans parametrelerinin bir listesini yapın. Bu liste, eksen sayısı, her eksenin hareket uzunluğu, hareketin hassasiyeti (çözünürlük, tekrarlanabilirlik ve doğruluk dahil), yük kapasitesi ve kademelerin fiziksel boyutu gibi birinci dereceden parametreleri içerir. Daha az belirgin ancak aynı derecede önemli parametreler arasında çevresel kısıtlamalar veya zorluklar, sürücü seçimi, birden fazla yönde çalışma, çok eksenli konfigürasyonlarda kablo yönetimi, kullanım ömrü planlaması ve entegrasyon kolaylığı yer alır. Bu parametrelerin hızlı bir incelemesi, hepsinin konumlandırma mekanizmasıyla ilgili olduğunu ve bu nedenle bu bileşenlerin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesinin proje başarısı için kritik öneme sahip olduğunu gösterir.

Uygulama, konumlandırma tablasının doğrusal mı, döner mi yoksa çok eksenli bir sistemde birden fazla tablanın bir kombinasyonunu mu içerdiğini tanımlayacaktır. Oldukça basit tek eksenli uygulamalarda bile, dikkate alınması gereken birçok husus vardır. Yük ağırlığı ve ofset (ağırlık merkezi) gibi konular hareket gereksinimlerini önemli ölçüde etkileyebileceğinden, yükler bu profilin hayati bir unsurudur. Tipik ve maksimum yük ağırlıklarının yanı sıra tablanın kat etmesi gereken maksimum ve minimum mesafeyi, gerekli hareket hızlarını ve ivmeyi de göz önünde bulundurun.

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

Ayrıca, sahne özelliklerini belirlerken sistemin kullanım ömrü gereksinimlerini de göz önünde bulundurun. Gereksinimler makinenin kullanım ömrü boyunca değişirse, sistem konumlandırma aşaması toleransının dışına çıkabilir ve makinenin hassasiyetini, 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 kısıtlamalar yer alır. Hem yatay hem de dikey boyut kısıtlamalarını göz önünde bulundurun. Sistemin toplam ayak izini etkileyebilecek faktörler arasında tahrik mekanizmasının harici mi yoksa dahili mi olduğu ve kablolamanın nasıl yönetildiği yer alır. Çevresel kısıtlamalar arasında, makinenin hareketli parçalarının az partikül üretmesi gereken temiz oda uygulamaları veya ortam partiküllerinin sahne içinde aşırı sürtünmeye neden olarak güvenilirlik ve performansı etkileyebileceği kirli ortamlar yer alabilir. Çalışma sıcaklığı, sahne performansını önemli ölçüde etkileyebilecek önemli bir çevresel sorundur. İki veya üç derece gibi küçük bir sıcaklık değişikliği bile sahne toleransını değiştirecek kadar genleşmeye neden olabilir.

Birçok uygulama çok eksenli hareket gerektirir. Çok eksenli bir sistemde, farklı yönlerde hareket için aşamaların üst üste yerleştirilmesi gerekir. Örneğin, bir silikon gofret muayene sisteminin doğrusal hareket sağlaması gerekebilir.XVeYhem hareket hem de dönmetetaBu tür sistemlerde, geometrinin sistemin geri kalanındaki toleransları nasıl etkilediğini göz önünde bulundurmak önemlidir. Örneğin, üst üste yerleştirilmiş iki kademede, üst kademe hareket mesafesinin sonlarında sapma gösterebilir. Üst kademenin sapması, alt kademedeki konsol yükünün bir fonksiyonudur. Bu sapma hesaba katılmalı veya farklı bir konfigürasyon düşünülmelidir. Kademe üreticisi, üst üste yerleştirilmiş kademelerin teknik özelliklerinin uygulama gereksinimlerini karşıladığından emin olmalıdır.

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

Sistem tahrikine karar vermek önemli bir unsurdur. En yaygın iki tahrik türü bilyalı vidalı ve doğrusal motor tahrikleridir. Bilyalı vidalı tahrikler ucuzdur ve anlaşılması kolaydır. Doğal sönümleme sayesinde kontrolleri kolaydır ve kolayca fren eklenebilir. Öte yandan, mekanik sürtünme sabit bir hızı korumayı zorlaştırabilir. Sıcaklık veya nem gibi aşırı uç koşullar altında bilyalı vidanın eğimi değişebilir ve doğruluğu etkileyebilir. Termal etkiler sorun teşkil ediyorsa, doğrusal bir kodlayıcı gerekebilir veya doğrusal motor kademesi 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 tabla taşıyıcısına monte edilir. Bazı doğrusal motor kademelerinde, kablolamayı kolaylaştırmak için kayar tabla tertibatında kalıcı mıknatıslar bulunur, ancak mıknatıs uzunluğu bu sistemlerin hareketini sınırlar.

Doğrusal motor sürücüleri genellikle yüksek hızlı, sabit hızlı veya uzun mesafeli uygulamalarda hafif ila orta yüklerde kullanım için en uygunudur. Doğrusal motor sürücüleri, hareket uzunluğu arttıkça sarkmadıkları için bilyalı vidalı tahrik sistemlerinden çok daha uzun hareket kabiliyetine 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 hareket uzunluğu ve mıknatıs boyutu arttıkça pahalı hale gelebilir.

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, özellikle tahrikin dikey olarak monte edilmesi gereken uygulamalarda önemlidir. Bir doğrusal motor kademesi neredeyse sürtünmesiz olduğundan, güç kaybı taşıyıcının serbestçe düşmesine izin verir. Ayrıca, yerçekimi kuvvetinin her zaman üstesinden gelinmesi gerekir ve bu da motora büyük bir sürekli kuvvet gereksinimi getirir. Bilyalı vidalı tahrikler, doğrusal motorlar dikey olarak çalıştırıldığında hızla aşırı ısınabileceği veya bir dengeleyici gerektirebileceği için dikey uygulamalar için daha uygundur.

Motor seçimi bazı dezavantajları da beraberinde getirebilir. Yaygın döner motorlar en uygun fiyatlı seçenektir, ancak tahrik sistemi alanı gereksinimlerini artırırlar. Doğrusal motorlar daha az yer kaplar ancak döner motorlardan daha fazla mıknatıs içerdikleri ve doğrusal bir kodlayıcı gerektirdikleri için daha pahalıdırlar. Bilyalı vidalı tahrikli kademelerde doğrusal kodlayıcılar kullanılabilir, ancak motor ve bilyalı vidalı tahrikli döner kodlayıcılar genellikle aynı performansı gösterir ve daha ucuzdur. Adım motorları veya servo motorların kullanımıyla ilgili bazı dezavantajlar da 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 motor, sahneye entegre edilmiş standart bir fırçasız motordur. Rotor mıknatısları doğrudan bilyalı vida miline bağlanır ve stator sargıları sahnenin ucuna entegre edilir. Bu konfigürasyon, motor kuplörünü ortadan kaldırarak birkaç santimlik alan tasarrufu sağlar. Kuplörün olmaması, motor-bilyalı vida bağlantısının histerezis ve sarmasını azaltarak performansı artırır. Sahne üreticileri, uygulama için en iyi toplam çözümü belirlemeye yardımcı olmak amacıyla motorlar ve kodlayıcılar konusunda uzmanlık sağlamalıdır.

Sistem hareketinin mekanik ve elektriksel yönleri iyi anlaşılıp kademeler seçildikten sonra, kontrol sisteminin detayları belirlenebilir. Bir kontrol sistemi, sürücü elektroniğiyle uyumlu olmalı ve özellikle tüm sürücülerin konnektörleri üzerinden geri bildirim bilgisi sağlamadığı göz önünde bulundurulmalıdır. İdeal olarak, kontrolör ek donanıma gerek kalmadan doğrudan dönüştürücü ve aktüatör sinyallerine bağlanmalıdır. Kontrolör ayrıca, sistemin doğal veri hızları dahilinde kontrol döngülerini kapatacak veya gerektiğinde birden fazla hareket ekseninin hareketini aynı anda koordine edecek yeterli performansa sahip olmalıdır.