大丈夫

適切な位置決めテーブルとデジタルドライブの組み合わせにより、高速な応答と整定時間での精密な調整が可能になります。

産業、医療、ライフサイエンス市場の自動化機器がますます高速化、高精度化するにつれ、エンジニアはより高性能の直線運動および位置決めシステムに適応する必要があります。 しかし同時に、モーション制御の範囲は縮小しており、狭いスペースに適合できる高速で正確なシステムを設計することが困難になっています。 課題はありますが、これらの機械が要求する高性能を実現する直線運動システムを設計することは可能です。 例えば、高速通信と高速応答に最適化された直線位置決めテーブルとデジタルコントローラの組み合わせにより、正確な位置決めと優れた制御の理想的なバランスを実現します。 この記事では、高速自動機械向けの高精度直線運動システムを実装する際に機械設計者が考慮すべき重要事項のいくつかと、優れた結果をもたらすすぐに使用できるセットアップについて説明します。

リニアモーター位置決めテーブルは、狭いスペース内で制御された動作を提供するように設計されており、半導体の製造と検査、ピックアンドプレースアセンブリ、微細加工、軍用 COTS、フォトニクス、実験装置などのさまざまな動的アプリケーションに最適です。

IKO International NT シリーズ位置決めテーブルは、リニア モータ、リニアモーション ローリング ガイド、高分解能光学式リニア エンコーダを標準装備しており、これらの機能を提供します。 ネオジム磁石と光学式リニアスケールを移動テーブルに一体化しているため、最大70Nの高推力と正確な位置決めが可能です。 実際、25N の推力を提供する 170 グラムのテーブルは、最大 10G の加速と減速を達成できます。 NT シリーズ位置決めテーブルは、最小 0.01 マイクロメートルの分解能と最大 1,300 ミリメートル/秒の速度を実現できます。 NT シリーズは、EtherCAT®、SSCETII/H、および MECHATROLINK プロトコルをサポートし、リアルタイム モーション ネットワークを構築します。 このファミリーの最小ユニットは、幅がわずか 38 ミリメートル、全長が 62 ミリメートル、断面高さがわずか 11 ミリメートルです。

振動や振動を排除するための機械的な動力伝達コンポーネントがないと、このシステムには、より高い周波数の位置および電流制御ループ、および高電流ループ帯域幅を提供できる高性能デジタルドライブが必要です。 これらの機能は、ドライブが位置決め精度とスループットを最大化するために必要な高速更新レートを達成できるようにするために重要です。 設計者が自動機械用の高精度直線運動システムの一部としてデジタル サーボ ドライブに注目すべきものは次のとおりです。

IKO の NT シリーズなどの高度な超小型リニア モーター テーブルと組み合わせて使用​​すると、機械設計者は自動化機械でますます求められるミクロン レベルの直線位置決めを実現できます。

私たちのセットアップでは、IKO NT-55-V-25/5L 2 軸 (X および Y) ステージが Copley AccelnetPlus ドライブとペアになっています。 位置決めテーブルには、固定ベース、500 ナノメートルの光学エンコーダ、0.5 マイクロメートルの分解能、および 30 ミリメートルの磁気ペア長があります。 このドライブは、250 マイクロ秒の位置ループ更新レートを備え、ピーク電流は 1.2A、連続電流は 0.3A です。 電源は80Vです。 モーターの仕様は次のように設定されています。 質量: 0.18 kg ピーク力: 25N。 連続力: 7N 力定数: 16.9706 N/A、ピーク 逆起電力定数: 8 V/m/s 抵抗: 66Ω インダクタンス: 22 mH 以下に注目すべき設定のいくつかをまとめます: モーターデータ: 速度制限は 1,300 ミリメートル/秒です。ループ: ユーザーが、微調整を加えて最大速度を選択しました。速度ループ: ユーザーは、高速停止ランプを 13,000 ミリメートル/秒に設定するために、速度制限を押し出しました2。 フィルター構成では、ユーザーはデフォルトの 2 極、200 Hz 設定を 1 極、800 Hz に移動することで速度ループを最大化しました。 比例ゲインと積分ゲインは、それぞれ 15,000 Vp と 5,000 Vi に設定されました。位置ループ: 位置ループは 5,000 Pp に設定され、フィードフォワードは 10,000 Vff に下げられ、ユーザーは移動と定着に集中できるようになりました。 トラッキング ウィンドウは 3 ミリ秒で 50 カウントに設定され、6 ミリ秒の整定時間内に収まりました。 また、ユーザーは、移動中に次のようなエラーが発生することを許可しました。 これにより、NT-55-V は 30 ミリメートルの直線運動を行い、軌道限界は 2,000 ミリメートル/秒2、最大加速度は 75,000 ミリメートル/秒2 に設定されました。 最大ジャークは 20,000,000 ミリメートル/秒です3。

全体の移動時間は 125 マイクロ秒のサンプル レートで約 44 ミリ秒です。これは、最も要求の厳しい高速モーション システムに対応するための例外的な移動時間と整定時間です。

位置決めテーブルとサーボドライブを適切に組み合わせることで、正確な線形位置決め、正確なチューニング、高速な応答時間と整定時間を実現できます。 IKO の幅広い位置決めテーブル アプリケーションと Copley Controls デジタル サーボ ドライブは、精度、速度、コンパクトなサイズの理想的な組み合わせを提供し、自動化システムの厳しい要件を満たす信頼性の高い高速動作を実現します。IKO リニア モーター位置決めテーブルの詳細については、こちらをご覧ください。 Copley Controls デジタル サーボ ドライブの詳細については、Web サイトをご覧ください。

Analogic Copley Controls Corp のプロダクト マネージャー兼シニア アプリケーション エンジニアである Dean Crumlish は、マサチューセッツ州ボストンのノースイースタン大学を卒業し、オートメーション業界で 25 年以上の経験があります。IKO International、マーケティングおよびセールス担当副社長、Karl Wickenheisser 氏は次のように述べています。は 38 年の業界経験があり、BSA (ベアリングスペシャリスト協会) と PTDA (パワートランスミッションディストリビューター協会) の両方の積極的なメンバーです。 ニュージャージー州スティーブンス工科大学で機械工学の学士号を取得し、コネチカット州フェアフィールド大学で MBA を取得しています。

無料の電子ニュースレターをチェックして、さらに素晴らしい記事を読んでください。