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Feb 18, 2024

Un'introduzione alla spina

Se costruisci macchine, probabilmente lavori ogni giorno con attuatori e stadi di posizionamento. Ma si ottengono davvero le migliori prestazioni o il minor costo di gestione da questi dispositivi di movimento? La risposta

Se costruisci macchine, probabilmente lavori ogni giorno con attuatori e stadi di posizionamento. Ma si ottengono davvero le migliori prestazioni o il minor costo di gestione da questi dispositivi di movimento? La risposta potrebbe non essere quella che ti aspetti.

Mike Everman, Direttore tecnico, | Bell-Everman

Se costruisci macchine, probabilmente lavori ogni giorno con attuatori e stadi di posizionamento. Ma si ottengono davvero le migliori prestazioni o il minor costo di gestione da questi dispositivi di movimento? La risposta potrebbe non essere quella che ti aspetti.

Troppo spesso gli ingegneri considerano gli stadi o gli attuatori semplicemente come un altro elemento nella distinta base. Finché il dispositivo di movimento soddisfa nominalmente i requisiti desiderati di posizionamento, forza, carico utile, velocità e costo, è a posto.

Con requisiti di movimento semplici, questo approccio alla selezione dello stadio o dell'attuatore può produrre risultati accettabili. Tuttavia, le macchine con requisiti di movimento meccanico complessi trarranno vantaggio da una strategia di progettazione del movimento integrata. Piuttosto che un insieme di componenti elettromeccanici, che possono o meno funzionare bene insieme, i sistemi di movimento integrati funzionano come veri e propri sottosistemi di macchine plug-and-play.

I sistemi di movimento integrati sono progettati per adattarsi a uno spazio fisico predefinito su una macchina e collegarsi al sistema di controllo del movimento della macchina, pronti ad accettare comandi da un'interfaccia computerizzata di livello superiore, da una scheda di controllo o da un PLC. Nella loro forma più semplice, i sistemi di movimento integrati possono consistere in poco più di uno stadio o un attuatore che è stato connettorizzato per facilitare l'installazione drop-in. Nella loro forma più complessa, questi sottosistemi di movimento si estendono dalla piedinatura al carico utile. Comprendono non solo il dispositivo di movimento stesso ma anche tutto ciò che trasporta.

Gli stadi rotanti ServoBelt vengono generalmente utilizzati per applicazioni di posizionamento di precisione, ma sono anche una piattaforma di movimento ideale per una nuova macchina CNC.

Rispetto a un approccio componente per componente al movimento della macchina, il movimento integrato offre alcuni vantaggi interessanti:

Anche quando utilizzano lo stesso stadio o attuatore, i sistemi di movimento integrati in genere superano i sistemi di movimento costruiti con componenti. Il motivo è legato alla competenza nell'applicazione e nell'assemblaggio. Un buon fornitore di movimento integrato avrà anni di esperienza nella risoluzione di problemi di posizionamento difficili e una raccolta di comprovati elementi costitutivi del movimento che possono essere personalizzati per il compito da svolgere. Avranno una conoscenza approfondita di come le dinamiche del palco, l'architettura di controllo del movimento e l'ambiente operativo influenzeranno i requisiti di posizionamento.

Per quanto riguarda l'assemblaggio, molti costruttori di macchine non dispongono di tecnici qualificati, attrezzature specializzate, interferometri laser e altri sistemi metrologici necessari per allineare le fasi multiasse più precise, che spesso hanno tolleranze di allineamento da asse a asse misurate in micron.

I sistemi di movimento integrati possono essere forniti o meno con controlli di movimento, a seconda delle esigenze del cliente. Ma una strategia di controllo dovrebbe sempre far parte dell’equazione del movimento incorporato. Un buon fornitore di movimento embedded avrà una conoscenza approfondita di come le diverse piattaforme di controllo del movimento e le loro capacità cinematiche interagiranno con i sistemi di movimento meccanico. Questa conoscenza può permetterci di spingerci oltre ciò che è possibile in termini di capacità dinamiche, come rapporti di disadattamento di inerzia accettabili.

Basato sugli attuatori lineari ServoBelt, questo stadio multiasse è assemblato e completamente testato come una singola unità prima dell'integrazione in una macchina per la produzione di semiconduttori più grande.

Quando si mette in servizio un nuovo sistema di movimento, alcuni dei problemi più comuni si verificano perché singoli componenti, apparentemente minori, non funzionano correttamente o non funzionano correttamente tra loro. Ad esempio, un singolo connettore difettoso o il filo sbagliato possono lasciare immobile anche la migliore fase di movimento. I sistemi di movimento integrati evitano questo tipo di guasto perché sono assemblati e testati come un sistema prima dell'integrazione sulla macchina di produzione. Con i sistemi di movimento composti da singoli componenti, piccoli guasti e incompatibilità possono passare inosservati finché la macchina di produzione non viene assemblata.