ניו-טק מגזין | יוני 2018

MOTION CONTROL מוסף מיוחד

תוצאה נוספת הנובעת משינויים אלה היא שבקרת התנועה בעיצובים רבים הפכה לאבן יסוד. המהנדס צריך עכשיו לשקול לא את מרכיב המנוע ומהירות הסיבוב שלו, אלא גם איך הוא מתחבר ומה יחסי הגומלין עם כל מרכיבי היסוד האחרים בעיצוב חומרה אמיתית, כמו גם מנקודת מבט התוכנה: למשל חיישנים, ציר ממונע נוסף באותה מכונה או על גבי אותו לוח, או מכונות אוטומטיות אחרות המחוברות דרך רשתות מסוגים שונים. החלטות בנוגע להטמעה כיום, מהנדסי עיצוב המפתחים מערכות בקרת תנועה חייבים להתמודד לא עם שאלות הקשורות לטכנולוגיה, אלא גם עם רשימה ארוכה של אתגרים מסחריים ושאלות הקשורות לפרויקטים המשפיעות על ההחלטות שלהם בנוגע להטמעה. כדי לבחון האם חלק מדורגות גבוה יותר מאחרות, שאלנו את מהנדסי היישומים שלנו מה הן חמש השאלות, בעיות או נושאים הנפוצים ביותר אשר הלקוחות מציגים בפניהם פעם אחר פעם. והן: זמן הגעה לשוק - הדרישות עבור כלל מחזור הפיתוח, כולל אב-טיפוס ושאר שלבי הפיתוח, עד לשלב הבדיקה והייצור הופכות למורכבות יותר ויותר. לכן, מוצרים המשמשים את החלק של בקרת תנועה במערכת מכטרונית חייבים להיות קלים לשימוש, קלים להבנה, וכאלו שקל לתת להם פרמטרים. מהנדסים רוצים מוצרים שניתן להשתמש ישירות מהקופסה ולספק את הכלים הנחוצים שניתן יהיה להשתמש בהם מבלי שיהיה צורך לקרוא תחילה גיליון נתונים עמודים. עיצוב מובנה מהיר משמעותו 200 בן שהם יכולים להתחיל להתמקד ביישום שלהם מהר יותר. מזעור / אינטגרציה רבה ביותר – מנועי בקרת תנועה מוטמעים הופכים לקטנים יותר, וכך גם החלל הפנוי לסוג כלשהו של שלב דרייבר או רכיבי אלקטרוניקה משולבים. בו בזמן, מה שבעבר ניתן היה לעשות רק בבקרי ) ניתן כיום לעשות גם MCU מיקרו גדולים ( באמצעות חלקים חכמים עשויים סיליקון. המהנדסים מחפשים את המידה הרבה ביותר של אינטגרציה, הן מבחינה פונקציונאלית והן מבחינה פיזית, ושתתפוס הכי מעט מקום ככל שניתן. הדבר נכון הן באריזות סיליקון והן באריזות מוצרים, כאשר יותר ויותר מהנדסים ,) SoCs משתמשים במערכות על גבי שבב ( ) יחד עם SiP ובתצורות של מערכת בחבילה ( .) PCB לוח מעגל מודפס קטן (

טיפוסית servo בקרת תנועה מוטמעת בארכיטקטורת בקר :1 איור «

, וחיתוך CNC העבודה, כמו הדפסת תל מימד, לייזר, הפכו ליותר בשלים ונגישים, מוצרי קצה בעולם האמיתי יכולים כעת להיות מיוצרים מאפשר כבר CNC ישירות מתוכנת עיצוב. ה- כעת איכות גבוהה בייצור אצווה קטנה. בקרת תנועה הופכת לבעלת תרומה ניכרת והדפסת תלת מימד, אם CNC להצלחה של טכנולוגיות תעשייתיות אלה מצופות לחצות בהצלחה את הגבול שבין חובבי טכנולוגיה למשתמשי מיינסטרים. ייצור באיכות גבוהה של צורות רב מימדיות דורש תיאום מדויק על גבי שניים, שלושה, או יותר צירים, בשילוב עם מהירות גבוהה יותר דיוק של החלקים המיוצרים. בנוסף זה דורש רמת רעש ורטט נמוכות יותר. בנוסף, מכונות אלה צריכות לספק כל זאת בעלות נמוכה בהרבה. איכות בקרת תנועה המושג של איכות בקרת תנועה מכסה מספר רב של מימדים: רעש, דיוק, יעילות והתנהגות דינמית. בהדפסת תלת מימד, שיקולים מרכזיים הם הפחתת הרעש, דיוק של מנגנוני ההדפסה, סינכרון מדויק של צירים מרובים במהירויות גבוהות, וניצול של בקרת מנוע להגדלת servo בלולאה סגורה ולולאה ובקרת מהירות ההדפסה והדיוק. מנועי צעד משמשים לעתים קרובות לשירותי CNC מיקום מדויק ביישומים כגון מכונות ורוב מדפסות התלת מימד השולחניות. למרות שהן מועדפות בשל האמינות הגבוהה שלהם בעלות נמוכה, החיסרון שלהם הוא ברמות רעש גבוהות, גם במהירויות נמוכות או במצבי מנוחה. מאחר שמדפסות והתקנים שולחניים ממוקמים לעתים קרובות על או לצד השולחן של המשתמש המסחרי, הרעש עלול להפריע, במיוחד במהלך עבודות הדפסה שלעיתים נמשכות שעות.

הפחתת עלויות - הלחץ על יצרני ציוד מקורי ) והמהנדסים שלהם לקצץ בעלויות OEM ( ממשיך כל העת. זה כולל עלות חלקים בהיקף הייצור והעלות הכוללת של בעלות על תוכנה, מודול חומרה וסיליקון. איכות בקרת תנועה - דרישות הביצועים של יישומי בקרת מנוע ובקרי תנועה הולכות ומתעצמות, כך שגם האיכות הכוללת של עיצובים אלה צריכה לעלות. המושג איכות בקרת תנועה כולל מימדים מרובים ולכולם השפעה על איכות המוצר הסופי, כולל אך לא מוגבל ל: רעש, דיוק, יעילות, התנהגות דינמית ודיוק. ממשקים, לא מנועים - יותר ויותר מהנדסים אינם מכירים את הפיזיקה של בקרת תנועה ומנועים, וחסרה להם ההבנה של האתגרים המכניים ואלו הקשורים לחומרים. בחברות סטארט-אפ ובחברות קטנות, כמו גם בחברות גדולות יותר, יש דור שלם של מהנדסים ממוקדי תוכנה, שאינם מכירים מנועים, מכניקה או חומרים. הם רוצים לעבוד עם ממשקים, ולא עם מנועים. מגמה זו מעלה את רמת האבסטרקציה הנדרשת במוצרים המשמשים לפיתוח, אשר בתורה מחייבת גישה של היסודות לבקרת תנועה. דוגמת יישום: ייצור דיגיטלי (הדפסה בתלת מימד ומכונות ) CNC יש יותר ויותר מכונות תעשייתיות שעוברות תהליך מזעור לתוך התקנים שולחניים. הדוגמאות נעות בין ציוד להכנת סתימות לשיניים ושתלים בהם משתמשים רופאי שיניים בקליניקות שלהם, ומדפסות תלת-ממד על שולחנות עבודה של מהנדסים רבים, אשר מדפיסים כיום חלקים לשימוש קצה שניתן לשכפל אותם באופן מדויק, כמו גם אבי-טיפוס. ככל שיישומים מודרניים לייצור בשולחן

New-Tech Magazine l 52