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La bonne combinaison de table de positionnement et d'entraînement numérique permet des réglages de précision avec des temps de réponse et de stabilisation rapides.

Alors que les équipements automatisés des marchés industriels, médicaux et des sciences de la vie deviennent de plus en plus rapides et précis, les ingénieurs doivent s'adapter avec des systèmes de mouvement linéaire et de positionnement plus performants. Dans le même temps, cependant, l'enveloppe du contrôle de mouvement se rétrécit, ce qui rend difficile la conception d'un système rapide et précis pouvant s'intégrer dans des espaces restreints. Malgré le défi, il est possible de concevoir un système de mouvement linéaire qui offre les hautes performances exigées par ces machines. Par exemple, une combinaison de table de positionnement linéaire et de contrôleur numérique optimisée pour les communications à grande vitesse et la réponse rapide atteint un équilibre idéal entre un positionnement précis et un contrôle exceptionnel. Cet article décrit certains des éléments essentiels que les concepteurs de machines doivent prendre en compte lors de la mise en œuvre d'un système de mouvement linéaire de précision pour les machines automatisées à grande vitesse, ainsi qu'une configuration prête à l'emploi qui fournit des résultats exceptionnels.

Conçues pour fournir un mouvement contrôlé dans de petits espaces, les tables de positionnement de moteurs linéaires sont bien adaptées aux applications dynamiques aussi diverses que la fabrication et l'inspection de semi-conducteurs, l'assemblage par prise et placement, le micro-usinage, les COTS militaires, la photonique et les équipements de laboratoire.

Les tables de positionnement de la série NT d'IKO International, disponibles avec un moteur linéaire intégré, un guide de roulement à mouvement linéaire et un encodeur linéaire optique haute résolution en standard, offrent ces capacités. Parce qu'ils intègrent un aimant en néodyme et une échelle linéaire optique sur une table mobile, ils peuvent atteindre une force de poussée élevée allant jusqu'à 70 N avec un positionnement précis. En fait, une table de 170 grammes fournissant 25 N de poussée peut atteindre une accélération et une décélération jusqu'à 10 G. Les tables de positionnement de la série NT peuvent atteindre une résolution jusqu'à 0,01 micromètre et des vitesses allant jusqu'à 1 300 millimètres par seconde. La série NT prend en charge les protocoles EtherCAT®, SSCETII/H et MECHATROLINK pour créer un réseau de mouvement en temps réel. La plus petite unité de la famille ne mesure que 38 millimètres de large avec une longueur totale de 62 millimètres et une hauteur de section de seulement 11 millimètres.

Sans composants de transmission de puissance mécaniques pour éliminer les oscillations et les vibrations, le système nécessite un entraînement numérique hautes performances qui peut fournir des boucles de contrôle de position et de courant à haute fréquence ainsi qu'une bande passante de boucle de courant élevée. Ces capacités sont essentielles pour permettre au disque d'atteindre les taux de mise à jour rapides nécessaires pour optimiser la précision et le débit de positionnement. Voici ce que les concepteurs doivent rechercher dans un servomoteur numérique dans le cadre d'un système de mouvement linéaire de précision pour machines automatisées :

Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec une table de moteur linéaire avancée et ultracompacte telle que la série NT d'IKO, les concepteurs de machines peuvent obtenir le positionnement linéaire au micron dont les machines automatisées ont de plus en plus besoin.

Dans notre configuration, un étage IKO NT-55-V-25/5L à deux axes (X et Y) est associé à un lecteur Copley AccelnetPlus. La table de positionnement a une base fixe, un encodeur optique de 500 nanomètres, une résolution de 0,5 micromètre et une longueur de paire magnétique de 30 millimètres. Le variateur présente un taux de mise à jour de la boucle de position de 250 microsecondes, avec 1,2 A de courant de crête et 0,3 A en continu. L'alimentation est de 80V. Les spécifications du moteur sont définies sur : Masse : 0,18 kg Force maximale : 25 N ; Force continue : 7NForce constante : 16,9706 N/A, crête EMF constante : 8 V/m/sRésistance : 66 ΩInductance : 22 mH 3 000 millimètres par seconde2. Dans la configuration du filtre, l'utilisateur a maximisé la boucle de vitesse en déplaçant le réglage par défaut 2 pôles, 200 Hz sur 1 pôle, 800 Hz. Les gains proportionnel et intégral ont été respectivement réglés sur 15 000 Vp et 5 000 Vi. Boucle de position : La boucle de position a été réglée sur 5 000 Pp et l'avance a été abaissée à 10 000 Vff, permettant à l'utilisateur de se concentrer sur le déplacement et l'installation. La fenêtre de suivi a été définie pour 50 comptes à 3 millisecondes, en restant dans le temps de stabilisation de 6 ms. L'utilisateur a également permis à une erreur de suivi de se développer pendant le déplacement. Avec cela, le NT-55-V effectue un mouvement linéaire de 30 millimètres et la limite de trajectoire a été fixée à 2 000 millimètres par seconde2 avec une accélération maximale de 75 000 millimètres par seconde2. La secousse maximale est de 20 000 000 millimètres/seconde3.

Le temps de mouvement total est d'environ 44 millisecondes avec une fréquence d'échantillonnage de 125 microsecondes - des temps de mouvement et de stabilisation exceptionnels pour s'adapter aux systèmes de mouvement à grande vitesse les plus exigeants.

Avec la bonne combinaison de table de positionnement et de servocommande, vous pouvez obtenir un positionnement linéaire précis, un réglage précis et des temps de réponse et de stabilisation rapides. La large gamme d'applications de table de positionnement d'IKO et les servovariateurs numériques Copley Controls offrent une combinaison idéale de précision, de vitesse et de tailles compactes pour fournir un mouvement fiable et à grande vitesse qui répond aux exigences élevées des systèmes automatisés.Pour plus d'informations sur les tables de positionnement de moteurs linéaires IKO, visitez la page produit.

​Dean Crumlish, Product Manager et Sr. Applications Engineer chez Analogic Copley Controls Corp, est diplômé de la Northeastern University, Boston MA, et a plus de 25 ans d'expérience dans l'industrie de l'automatisation. Il est titulaire d'un baccalauréat en ingénierie, génie mécanique du Stevens Institute of Tech, NJ, et d'un MBA de l'Université Fairfield, CT.

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