Sei Assi di Movimento con Hexapod e SpaceFAB
- Le piattaforme Hexapod vengono utilizzate per la movimentazione, il posizionamento di precisione, l'allineamento e il posizionamento di carichi in tutti i sei gradi di libertà, ad esempio, tre assi lineari e tre rotazionali. Gli Hexapod hanno una struttura a cinematica parallela, ad esempio, i sei azionamenti agiscono insieme su una unica piattaforma in movimento.
- La lunghezza del singolo azionamento è variabile, consentendo al sistema di muoversi in tutti i sei gradi di libertà nello spazio. Questo speciale design dell'Hexapod ottimizza la rigidezza di tutto il sistema e consente una larga apertura libera centrale.
- In base al loro design, gli hexapod possono posizionare carichi da a diversi kg fino ad alcune centinaia di kg o anche diverse tonnellate in qualsiasi orientamento spaziale, vale a dire, indipendentemente dall'orientamento di montaggio e con elevata precisione.
Motori e Azionamenti
Gli Hexapod PI si basano su >> Tecnologia Piezoelettrica o >> Tecnologia Elettromeccanica dispositivi e sono molto più accurati rispetto agli Hexapod idraulici noti dai simulatori di volo o di guida. Vengono utilizzati dispositivi di precisione a vite o magnetici o motori lineari basati su tecnologia piezo. La maggior parte dei sistemi è autobloccante. Gli Hexapod Direct-drive assicurano velocità più elevate; per uso industriale sono particolarmente adatti i motori brushless (BLDC).
L'applicazione determina il tipo di tecnologia di azionamento: Hexapod con piezoelettrici >> Dispositivi Passo-Passo PiezoWalk® per applicazioni in ultra-alto vuoto e possono inoltre operare in presenza di campi magnetici molto forti.
Per precisioni particolarmente elevate e basse deflessioni lineari e angoli, >> Giunti a Flessione possono essere utilizzati. Lavorano in assenza di frizione, senza gioco, e senza necessità di lubrificanti.
Giunti
Giunti
Gli Hexapod per il posizionamento di precisione hanno spesso giunti cardanici con tue assi disposti ortogonalmente. Questa è la combinazione ottimale di due gradi di libertà e della rigidezza della struttura. I giunti sferici offrono maggiori gradi di libertà in un design relativamente semplice. In ogni caso, la rigidezza complessiva e la precisione possono esserne penalizzate in caso di carichi esterni e di coppia. E' consigliabile un precarico a compensazione ma richiede dispositivi con elevate forze di output quali >> Dispositivi Piezo Motor NEXLINE®.
Spazio di Lavoro
Spazio di Lavoro
L'insieme di tutte le combinazioni di traslazioni e rotazioni che un Hexapod può eseguire da una qualsiasi posizione data, è chiamato spazio di lavoro; è dato in riferimento all'origine delle coordinate del sistema utilizzate. Lo spazio di lavoro può essere limitato da fattori esterni quali ostacoli o le dimensioni e la posizione del carico.
PI offre >> Strumenti Software che simulano lo spazio di lavoro e che possono verificare eventuali collisioni con gli oggetti nello spazio.
Controllo di Movimento Avanzato
Controllo di Movimento Avanzato
I singoli azionamenti di un Hexapod non puntano necessariamente nella direzione del movimento, questa è la ragione per cui è necessario un potente controllore che possa gestire in real-time le trasformazioni delle coordinate richieste.
PI utilizza controllori digitali avanzati insieme a software user-friendly. Tutti i comandi di movimento vengono specificati in coordinate Cartesiane, e tutte le trasformazioni ai singoli attuatori avvengono all'interno del controllore.
Una proprietà importante dell'Hexapod è il pivot-point liberamente programmabile. La possibilità di ruotare intorno a qualsiasi punto nello spazio apre a nuove possibilità di applicazione, e la piattaforma Hexapod può essere integrata in tutto il processo.
SpaceFAB
SpaceFAB
Gli SpaceFAB sono set-up alternativi a cinematica parallela, con sospensioni di lunghezza costante. I sei gradi di libertà vengono ottenuti muovendo una sospensione passiva in due o più assi: Nello SpaceFAB una disposizione XY degli assi lineari muove le singole sospensioni.
| Hexapod | SpaceFAB | |
|---|---|---|
| Design | 6 sospensioni a lunghezza variabili o giunti di movimento agiscono su una piattaforma mobile | 3 XY agiscono in parallelo su una piattaforma mobile |
| Geometria | Superficie compatta | Peso ridotto |
| Corse lineari sul piano | Limitato | Flessibilmente selezionando gli stages XY |
| Corsa lineare verticale | Lungo | Limitato |
| Escursione di rotazione | Possibilità di ampi tilt intorno agli assi X e Y | Limitato |
| Rigidezza | Elevata rigidezza verticale | Elevata rigidezza in X e Y |
| Cinematica parallela | Designi impilato in serie | |
|---|---|---|
| Dimensioni | Set-up compatto | Setup relativamente elevato, richiesta stabilizzazione alla base |
| Massa mossa | Piattaforma più carico | Ciascuno stage trasporta quelli posizionati sopra più il carico e deve essere progettato di conseguenza |
| Dinamica / rigidezza | Data la piccola massa mossa, relativamente elevata, uguale per tutti gli assi di movimento | Gli assi dinamici dovrebbero essere posti il più in alto possibile |
| Accuratezza | Lo stesso per tutti gli assi in movimento | Gli errori si sommano dal "basso" verso "l'alto", elevato errore parallelo dovuto all'altezza del set-up |
| Gestione del cavo | Nessun cavo in movimento, nessun effetto sull'accuratezza | Richiesto |
| Comandi | I controllori PI possono essere utilizzati per salvare i comandi in coordinate Cartesiane; essi trasformano questi comandi in movimento di ciascun supporto | Cartesiano, individualmente per ciascun asse |
| Pivot point | Può essere selezionato qualsiasi punto nello spazio tramite il software PI | Definito dalla selezione di geometrie di assi |
| Spazio di Lavoro | Generalmente limitato | Definito dalla selezione di geometrie di assi |
Hexapod in Automazione: Controlli e Interfacce per una Semplice Integrazione
Traiettoria di Controllo di precisione con limitazione del jerk
Il controllore dell'hexapod rende possibile il movimento alla base di complesse traiettorie con velocità e accelerazione definite. Come questo, hexapod nell'ingegneria meccanica può, per esempio, muovere un pezzo o un utensile controllato a scossa e con elevata precisione nel corso della lavorazione senza che il sistema meccanico inizi a vibrare.
Sistema di Coordinate Definito dall'Utente
Per adattare perfettamente la traiettoria alle richieste dell'applicazione, è possibile definire vari sistemi di coordinate che si riferiscono, per esempio, alla posizione dele pezzo o dell'utensile. Questo offre grandi vantaggi per applicazioni nell'automazione industriale, ma anche per l'allineamento di fibre.
Interfacce
Interfacce EtherCAT: Standardizzate >> Interfacce Fieldbus garantiscono una semplice connessione al PLC o ai controlli CNC principali in modo che l'hexapod possa lavorare in sincronia con altri componenti in una linea di automazione.
