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#Tendencias de productos
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Actualización de las tendencias de movimiento: las etapas de posicionamiento llevan la carga al diseño pragmático
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Etapa lineal horizontal y vertical Etapa de posicionamiento del eje Z
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Las etapas de posicionamiento hoy en día pueden satisfacer requisitos de producción específicos y exigentes. Esto se debe a que la integración personalizada y lo último en programación de movimiento ahora ayudan a las etapas a obtener una precisión y sincronización increíbles. Es más, los avances en piezas mecánicas y motores están ayudando a los fabricantes de equipos originales a planificar una mejor integración de las etapas de posicionamiento multi-eje.
Avances mecánicos para las etapas
Considere cómo las construcciones de escenarios tradicionales combinan ejes lineales en combinaciones de actuadores X-Y-Z. En algunos (aunque no todos) casos, estos diseños cinemáticos en serie pueden ser voluminosos y exhibir errores de posicionamiento acumulados. Por el contrario, las configuraciones integradas (ya sea en el mismo formato de escenario cartesiano o en otros arreglos como hexápodos y plataformas Stewart) producen un movimiento más preciso dictado por los algoritmos del controlador sin acumulación de errores de movimiento.
Las etapas convencionales de tornillo (con un motor y un engranaje en un extremo de la etapa) son fáciles de implementar cuando la carga útil no necesita su propia fuente de energía y la longitud total no es un problema. De lo contrario, los engranajes pueden entrar en la etapa en el extremo del recorrido del motor, por lo que sólo la longitud del motor se suma a la huella total de la etapa de posicionamiento.
Cuando es necesario, las configuraciones cartesianas también pueden minimizar el error cuando se preintegran con componentes especiales - motores lineales, por ejemplo. Estos están haciendo grandes avances en la maquinaria de producción para el envasado de alta velocidad.
Algunos de estos subcomponentes incluso se presentan en formas que desafían las nociones tradicionales sobre la morfología del escenario. Las secciones motoras lineales curvas permiten bucles ovalados completos de transmisión de energía. Aquí, las ruedas guía mantienen el elemento en movimiento a distancias precisas lejos de los imanes para una óptima traducción de la fuerza, los materiales especiales de las ruedas y los diseños de los cojinetes son necesarios para las altas tasas de aceleración - sistemas de movimiento imposibles hace sólo unos pocos años.
En las etapas de posicionamiento más pequeñas, los dispositivos de retroalimentación más precisos, los motores y accionamientos eficientes y los rodamientos de mayor rendimiento aumentan el rendimiento, especialmente en las etapas de nanoposicionamiento con motores de accionamiento directo integrados, por ejemplo.
En otros lugares, las versiones personalizadas de los componentes rotativos tradicionales ayudan a mantener los costos bajos. Las aplicaciones de gran formato pueden unir las etapas de servobelt sin limitación de longitud, según Mike Everman, director y jefe de tecnología de Bell Everman. Accionar tales etapas de carrera larga con motores lineales puede ser demasiado caro, y accionarlas con tornillos o correas convencionales puede ser un desafío.
Hay una advertencia cuando se elige entre productos de movimiento personalizados o comerciales (COTS).
Cuando se decide entre una solución personalizada o un diseño estándar, realmente se reduce a los requisitos de la aplicación. Si una solución estándar está disponible y cumple con todos los requisitos de la aplicación, esta es la elección obvia. Típicamente, las configuraciones personalizadas son más caras pero están exactamente adaptadas a la aplicación en cuestión.
Avances en la electrónica de las etapas de posicionamiento
La electrónica con retroalimentación de bajo ruido y mejores amplificadores de potencia ayudan a mejorar el rendimiento de la etapa de posicionamiento, y los algoritmos de control están mejorando la precisión del posicionamiento y el rendimiento. En resumen, los controles ofrecen a los ingenieros más opciones que nunca para conectar en red y corregir el movimiento de los ejes de la etapa de posicionamiento.
Considere cómo los integradores de líneas de envasado de hoy en día no tienen tiempo para construir funciones multieje desde cero. Estos ingenieros simplemente quieren robots que se comuniquen y un simple flujo de productos a través de una serie de estaciones de trabajo, según Everman. En un número cada vez mayor de casos, la respuesta son los controles de propósito especial, en parte porque los controles son mucho más económicos de lo que eran hace diez años.
Las aplicaciones estimulan la innovación en el escenario de posicionamiento
Varias industrias, como la de semiconductores y electrónica, médica, aeroespacial y de defensa, automotriz y de fabricación de maquinaria, están impulsando cambios en los escenarios y pórticos de hoy en día.
Todas estas industrias están impulsando el cambio de una manera u otra. En el movimiento de alta precisión, estamos siendo impulsados por industrias que tratan de llevar los rendimientos y las precisiones a niveles que eran inalcanzables hace sólo unos años. Nos damos cuenta de que una talla nunca sirve para todos y rara vez sirve para la mayoría.
Aunque los fabricantes entregan diseños personalizados a todas las industrias, las industrias de alta tecnología (como la médica, la de semiconductores y la de almacenamiento de datos) son las que están impulsando etapas más especializadas. Esto se debe principalmente a los clientes que buscan una ventaja competitiva.
Otros lo ven un poco diferente. Hay una creciente necesidad de componentes de movimiento pequeños y de alta precisión para aplicaciones en investigación avanzada, ciencias de la vida y física. Sin embargo, él ve que estas industrias se están alejando de las etapas personalizadas hacia productos estandarizados que están más fácilmente disponibles. Las etapas de movimiento de alta precisión de tamaño reducido, como la serie de precisión en miniatura (MP), ya están disponibles en Bishop-Wisecarver para aplicaciones científicas exigentes.
Los movimientos de la industria a gran escala hacia la miniaturización ciertamente han llevado a algunos diseños de escenarios de posicionamiento a la personalización. El mercado de la electrónica de consumo es un impulsor de la miniaturización, especialmente en lo que respecta a los envases en forma de teléfonos y televisores más delgados, por ejemplo. Sin embargo, con esos dispositivos físicamente más pequeños se obtiene un mayor rendimiento, como un mayor almacenamiento y procesadores más rápidos. Para obtener un mejor rendimiento en este caso se requieren etapas de automatización más rápidas y precisas.
Sin embargo, los requisitos de embalaje de los dispositivos y de acoplamiento óptico están muy por debajo de un micrómetro. Acoplar estas tolerancias con los requisitos de rendimiento de la producción en volumen crea un difícil desafío de automatización. En muchos de estos casos, la etapa o etapas -o, lo que es más importante, la solución de automatización completa- debe ser personalizada para ajustarse a las necesidades exactas del cliente final.
La IO está haciendo avances en la configuración de los escenarios de posicionamiento. En el mundo conectado de hoy, los consumidores esperan que los productos se conecten y trabajen juntos. No hay duda de que la IO alcanzará todos los niveles de control de movimiento y automatización de fábricas. Nuestros productos están bien equipados para apoyar una fábrica conectada. Ya sea que esa interconectividad ocurra a través de un PLC, bus de campo, de forma inalámbrica, Ethernet, o a través de una unidad de E/S analógica-digital, nuestros variadores y controladores ofrecen soluciones para la conectividad de la fábrica. Se está trabajando en futuros desarrollos para mejorar aún más esta conectividad.
A medida que avancemos colectivamente hacia la fábrica conectada con niveles más altos de automatización, la necesidad de monitorear con precisión las condiciones de la máquina crecerá. La retroalimentación fiable y basada en datos del estado de la máquina tiene el potencial de eliminar fallos imprevistos de la máquina.
Las capacidades de IO ya están siendo utilizadas en la fabricación de semiconductores y en tareas de automatización que procesan piezas de trabajo caras.
Los sensores incorporados en los rodamientos lineales y las guías controlarán los cambios en las temperaturas de funcionamiento y las vibraciones adicionales, que son los principales indicadores del fallo de los rodamientos. Al monitorizar estos parámetros, en el propio rodamiento, las acciones correctivas pueden desencadenar antes del fallo.