역동적인 상황에 적합한 무대 작동 선택

Dec 16, 2023

리사 아이텔(Lisa Eitel) | 2018년 11월 26일

즉석에서 개별 제품을 측정할 때 모션 시스템이 오류를 최소화하고 나머지 부분을 수정하는 것이 중요합니다.

브라이언 한데르한 | 사업 개발 관리자 • 생명 과학Patrick Lehr | 제품 관리자 • 정밀 기계전자 기계 및 드라이브 부문 • Parker Hannifin Corp.

동적 계측은 움직이는 기계 축을 따라 이동하는 물체에 대한 데이터를 수집하는 것입니다. 이는 레이저 기반 검사 및 분광법에서 점점 보편화되고 있으며, 주로 다양한 공정 중 개별 제품의 라인 스캐닝을 사용하는 반도체 및 전자 제품 제조에 사용됩니다. 높은 데이터 수집 처리량을 필요로 하는 세포 분석이나 DNA 및 유전자 시퀀싱과 같은 생명과학 애플리케이션에서도 동적 계측을 사용합니다. 또 다른 응용 분야는 정밀 레이저 절단입니다.

제품을 운반하는 스테이지는 측정 중에 움직이기 때문에 선형 오류, 아베 오류 및 평면 오류가 최소화되어야 합니다. 이러한 오류의 원인에는 선형 슬라이드 및 조립품 가공 불일치, 베어링 불일치, 마찰, 편향, 열 변동, 일관되지 않은 피드백 및 기계적 와인드업 등이 포함됩니다.

세 가지 오류 유형 모두에 대한 자세한 내용은 blog.parker.com 항목 및 동적 계측 검색에서 확인할 수 있습니다. 오류를 최소한으로 유지한다는 것은 기계 가공 및 베어링 불일치, 마찰, 편향, 열 변동, 일관되지 않은 피드백, 기계적 와인드업 등 오류 원인을 최소화하는 것을 의미합니다.

선형 포지셔닝 장치의 경우 업계에서는 이러한 오류를 8가지 방법으로 정량화합니다. 아베 오류는 피치, 요, 롤 방향에서 발생합니다. 이는 정확성과 반복성에 중요한 기여를 하며 각도 측정으로 정량화됩니다. X, Y 또는 Z 방향의 선형 오류는 정확도 및 반복성과 직접적으로 관련되며 선형 측정으로 정량화됩니다. 이와 대조적으로 평면 오류는 X, Y 또는 Z 방향에서 발생하며 다축 시스템에서는 인접한 축에 직접적으로 영향을 미칩니다. 이는 또한 선형 측정값으로 정량화됩니다.

한 가지 특별한 참고 사항: 측정 지점이 스테이지에서 어느 정도 떨어져 있으면 정확도가 영향을 받으며 측정 지점이 스테이지에서 멀어지면 전체 오류가 더 높아집니다. 관심 지점이 피치, 요 또는 롤 포인트로부터 어느 정도 거리에 있는 애플리케이션에서는 아베 오류를 최소화하는 것이 가장 중요합니다. 설계 엔지니어는 동적 계측 응용 분야에 대해 선형 스테이지를 지정할 때 이러한 오류의 확대를 고려해야 합니다.

선형 스테이지에서 어느 정도 떨어진 측정 지점을 포함하는 두 가지 작업을 고려하십시오. 측정 지점이 스테이지에서 멀어질수록 총 오류는 더 높아집니다.

동적 계측에는 모션 스테이지 속도에 대한 엄격한 제어도 필요합니다. 예상치 못한 가속 및 감속(속도 리플 등) 형태의 오류로 인해 동적 계측 설정에서 정확하고 일관된 결과 수집이 불가능해집니다. 특히 스캐닝 애플리케이션에는 우수한 속도 제어가 필요하거나 데이터 수집이 불량하고(예상 위치에 비해) 흐릿한 결과가 발생할 위험이 있습니다.

속도 제어는 정확하고 일관된 측정을 위해 부드러운 속도에 의존하기 때문에 동적 계측 애플리케이션에 매우 중요합니다.

속도 리플의 원인에는 기계적 구동계의 편차가 포함됩니다. 리드스크류 또는 풀리 피치 변형; 이동 스트로크에 따른 마찰 변화. 속도 리플을 유발할 수 있는 다른 요인으로는 피드백 장치의 정확도 오류, 모터 드라이브의 전류 제어 제한 등이 있습니다. 선형 증폭기 대신 PWM 주파수; 최적이 아닌 서보 알고리즘 및 제어 업데이트 속도.

스테이지 축에서 토크 리플을 최소화하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 액추에이터에 고해상도 선형 피드백 장치를 설치합니다. 축 모터에 매우 낮은 SDE(보간 오차) 인코더를 설치합니다. 또는 서보 업데이트 속도가 높은 드라이브 컨트롤러를 사용하십시오.