Điều khiển chuyển động thế hệ mới

Trong một không gian ba chiều, một vật thể có thể xoay hoặc dịch dọc theo và trên ba trục. Như vậy, một vật thể có sáu bậc tự do (3 quay và 3 chuyển tiếp) trong khi các công nghệ khác như bộ truyền động tuyến tính chính xác, các giai đoạn dịch tuyến tính và các giai đoạn luân phiên chỉ có một mức độ tự do. Hexapod có 6 độ tự do (6DOF) do vậy nó thích hợp cho các ứng dụng cực kỳ chính xác.

Trước tiên, hãy làm rõ ý nghĩa của 6DOF. Theo định nghĩa đơn giản nhất, 6DOF đề cập đến số trục mà một vật cứng có thể di chuyển trong không gian ba chiều. Nó có thể di chuyển lên và xuống, về phía trước và phía sau, và trái và phải (dịch), và nó có thể xoay để đối mặt với một trục khác nhau (pitch, yaw, và roll).

Hexapod là hệ thống chuyển động “cơ chế động cơ song song” (PKM) sáu chân. Thông thường, chúng bao gồm hai nền tảng - một nền tảng cố định và một nền tảng di động thứ hai - được kết nối và được hỗ trợ bởi sáu chân độc lập mở rộng và phối hợp song song.

Bằng cách phối hợp chuyển động của sáu chân, nền tảng di động (và bất cứ thứ gì được gắn trên nó) có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào so với nền tảng cơ sở. Có một công nghệ nhỏ gọn cho phép tự do tuyệt đối của chuyển động trong không gian 3D.

Đối với các nhà sản xuất hoạt động ở những lĩnh vực yêu cầu dung sai micron, điều khiển chuyển động hexapod là giải pháp mang tính đột phá và ngày nay nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, quang học và y tế.

Tất cả các hệ thống chuyển động hexapod hoạt động trong không gian ba chiều, và có lỗi ở cả sáu bậc tự do. Tuy nhiên, hệ thống chuyển động hexapod chủ yếu hoạt động dựa trên dữ liệu của một mức độ tự do duy nhất. Điều này khiến các lỗi không được tính đến ở một vài mức độ tự do, đặc biệt là ở các vùng phẳng và thẳng, yêu cầu độ chính xác ở cấp độ nanomet. Độ phẳng và độ thẳng tốt nhất của hexapod vẫn có độ dung sai hàng chục micron trên mỗi trục.

Bởi vì hexapod có sáu liên kết được điều khiển độc lập cùng nhau di chuyển một nền tảng chung, lỗi chuyển động của nền tảng sẽ là một hàm của các lỗi của tất cả các liên kết và khớp. Hexapod được biết là có độ chính xác và độ lặp lại tối ưu khi thực hiện di chuyển trục Z, bởi vì tất cả các liên kết thực hiện cùng một chuyển động ở cùng một góc liên kết tương đối. Tuy nhiên, khi bất kỳ chuyển động X, Y, pitch, yaw hoặc roll khác được chỉ huy, độ chính xác và hiệu suất đường dẫn hình học của hexapod giảm đáng kể bởi vì tất cả các liên kết đều thực hiện các chuyển động khác nhau.

Trong trường hợp hexapod cũ có các khớp không chính xác và các bộ điều khiển chuyển động không có khả năng chuyển động và nghịch đảo phương trình động học, các lỗi thậm chí còn rõ rệt hơn.

Hybrid Hexapod® được phát triển để giải quyết những điểm yếu quan trọng của thiết kế hexapod cũ như đã nêu ở trên, cũng như điểm yếu của các giai đoạn nối tiếp xếp chồng và để đạt được độ chính xác nanomet, độ lặp lại và độ phẳng và độ thẳng cao trong suốt quá trình chuyển động.

Hybrid Hexapod® chỉ hệ thống định vị chuyển động chức năng 6DOF được xây dựng từ cấu trúc động học song song và song song, chứ không phải cấu trúc thiết kế động học song song sáu liên kết được thấy trong hexapod truyền thống.

Nó sử dụng cấu trúc động học song song ba chân để cung cấp mặt phẳng Z và chuyển động nghiêng /nghiêng, tích hợp với cấu trúc động học nối tiếp nguyên khối cho chuyển động XY. Một giai đoạn quay được tích hợp vào phía trên của chân máy (hoặc bên dưới nó tùy thuộc vào nhu cầu ứng dụng) cung cấp vòng quay 360 độ liên tục. Trong thiết kế lai này, các trục riêng lẻ có thể được tùy chỉnh để cung cấp phạm vi di chuyển từ milimét đến hơn một mét, đồng thời duy trì độ chính xác nanomet.

Nếu bạn hài lòng với độ chính xác micron một hexapod truyền thống có thể là lựa chọn tốt. Nhưng Hybrid Hexapod® có thể mang lại độ chính xác cao hơn, di chuyển với tốc độ tốt hơn và các vị trí điểm trung tâm công cụ có thể lập trình hoàn toàn với cùng một mức giá như hexapod bình thường.

Trong thế giới của các ứng dụng công nghệ nano 6DOF, công nghệ Hybrid Hexapod® chứng minh hiệu quả mà một vật thể có thể chuyển động trên tất cả sáu bậc tự do với độ chính xác nanomet. Chúng ta có thể thấy các nhà sản xuất phụ tùng gốc sử dụng các ứng dụng nonomet trong quang học, chất bán dẫn, sản xuất, đo lường, xử lý laser và các lĩnh vực gia công vi mô, và đạt được những thành công mà trước đây không thể đạt được.