Alio onthult Hybrid Hexapod die kernbeperkingen van conventionele motionsystemen overwint

Alio Industries zegt dat zijn gepatenteerde Hybrid Hexapod ontwikkeld is door Alio om de kritieke zwaktes van conventionele legacy hexapod-ontwerpen, alsook de zwaktes van gestapelde seriële trappen, aan te pakken, en om nanometer-nauwkeurigheid, herhaalbaarheid, en hoge-integriteit vlakheid en rechtlijnigheid tijdens beweging te bereiken.

Tripod parallel kinematics en monolithische seriële kinematics

Het gebruikt een tripod parallel kinematics-structuur om Z-vlak en tip/tilt-beweging te leveren, geïntegreerd met een monolithische seriële kinematics-structuur voor XY-beweging.

Een draaitafel geïntegreerd in de top van de tripod (of eronder, afhankelijk van toepassingsbehoeftes) biedt 360-graden continue Theta Z-rotatie.

Aangepaste reikwijdtes met nanometer-precisie

In dit hybride ontwerp kunnen individuele assen aangepast worden om reikwijdtes van millimeters tot meer dan één meter te bieden, terwijl nanometer-niveaus van precisie gehandhaafd worden.

CEO Bill Hennessey over precisie-claims

Echter, Bill Hennessey, CEO van Alio Industries, ziet er niet tevreden uit. "Ik denk dat misschien het gebruik van de woorden precisie en nauwkeurigheid door bedrijven die werken in de motion control-sector verboden zouden moeten worden.

"Ze zijn betekenisloze woorden tenzij gekwalificeerd, en zelfs wanneer gekwalificeerd, kunnen ze nog niets betekenen. Ik zie bedrijven claimen, 'hoge precisie', 'beste mogelijke nauwkeurigheid', 'ultra precisie'.

"Wat betekenen deze zinnen voor een eindgebruiker? Hoe nuttig zijn ze? Zijn het alleen marketing-spreek, of hebben ze een valuta in de industrie?

Niets, helemaal niet, en nee, zou ik zeggen. Bij Alio praten we van nanometer-niveau herhaalbaarheid, nauwkeurigheid en precisie wat eigenlijk iets betekent, en als zodanig groeit het gebruik van onze motion control-oplossingen in de industrie exponentieel."

Alio als enige provider van 'True Nano Precision'

De bron van Hennessey's ongerustheid is dat hij Alio Industries heeft gepositioneerd als "werelds enige provider van echte nanometer-niveau motion control-oplossingen", en met de Hybrid Hexapod, bijvoorbeeld, een technologie ontwikkeld die dergelijke True Nano Precision vertoont dat bestaande industriële validatiestandaarden nutteloos zijn, en een set nieuwe standaarden gebaseerd op Alio's Point Precision-methodologie wordt ontwikkeld door NIST.

Te veel variabelen in precisie-claims

Hennessey vervolgt: "Je ziet, bij het discussiëren van precisie en nauwkeurigheid, als het aankomt op motion control zijn er te veel variabelen die niet volledig begrepen worden door klanten, en waar technologieleveranciers zich volledig van bewust zijn en afwijken in hun marketing en communicatie, gebruikmakend van data die flauw flateren om te bedriegen, of volledig bedriegen."

"Op veel manieren is het meest nauwkeurige einde van de motion control-markt een behoorlijk verwarrende plek, aangezien de handjevol extreem nauwkeurige motion system-leveranciers neigen om non-consistente en vaak illusoire manieren te gebruiken om de precisieniveaus te beschrijven die ze kunnen bereiken.

"Alio heeft altijd gewerkt in het gebied van nanometer-niveau motion control, en als zodanig heeft het een uniek perspectief op wat echt werkt als men zoekt naar dit niveau van precisie.

"Vanwege dit, en met de Hybrid Hexapod heel erg front en center, hebben we ons gericht op het educeren van de klantenbasis om alternatieve oplossingen te navigeren, en hen de tools te geven om oplossingsproviders te ondervragen op een manier dat ze een motion control-technologie geschikt voor hun specifieke toepassingen kunnen beveiligen.

"De Hybrid Hexapod was een game changer voor het mogelijk maken van nieuwe en nieuwe processen."

Claims moeten betekenisvol en bewijsbaar zijn

Alio Industries gelooft dat elke claim van precisie of nauwkeurigheid eerst betekenisvol moet zijn, en tweedens bewijsbaar.

Bij het bekijken van motion control-oplossingen zoals de Hybrid Hexapod, is dit vitaal, aangezien het, in common met alle hexapods, een motion control-technologie is die met 6 vrijheidsgraden (DOF) werkt, en in 3-dimensionale ruimte opereert. Vanwege dit moet het gesprek zich richten op volumetrische nauwkeurigheid.

Industriestandaard: single DOF prestatiedata

Ondanks dit, worden alle 6-DOF motion control-oplossingsleveranciers gekenmerkt door prestatiedata van een enkele vrijheidsgraad.

Deze praktijk laat foutbronnen ongeredkund in verschillende vrijheidsgraden, met name in de gebieden van vlakheid en rechtlijnigheid, die kritieke precisiebehoeftes zijn op nanometer-niveau.

Conventionele hexapod: vlakheid/rechtlijnigheid in orde van tientallen microns

De traditionele hexapod's beste vlakheid en rechtlijnigheid van beweging is nog steeds niet nauwkeuriger dan in de orde van grootte van tientallen microns per as.

Fouten van alle links en gewrichten

Omdat hexapods zes onafhankelijk gecontroleerde links hebben die samen een gemeenschappelijk platform bewegen, zal de bewegingsfout van het platform een functie zijn van de fouten van alle links en gewrichten.

Optimale nauwkeurigheid bij Z-as bewegingen

Hexapods zijn bekend om optimale nauwkeurigheid en herhaalbaarheid bij het uitvoeren van Z-as bewegingen, omdat alle links dezelfde beweging uitvoeren op dezelfde relatieve linkhoek.

Echter, wanneer enige andere X, Y, pitch, yaw of rol beweging gecommandeerd wordt, degradeert de nauwkeurigheid en geometrische padprestaties van de hexapod substantieel omdat alle links verschillende bewegingen uitvoeren.

Stevigheid: vaak alleen Z-as overwogen

Het wordt over het algemeen geaccepteerd dat hexapods relatief goede stijfheid hebben vergeleken met seriële gestapelde multi-as systemen.

Echter, het is vaak alleen de hexapod's "Z" (verticale) stijfheid die overwogen wordt.

Geometrische ontwerpstijfheid cruciaal

Geometrische ontwerpstijfheid heeft een kritieke impact op en hexapod's platformherhaalbaarheid en rigiditeit.

Een gebrek aan ontwerpstijfheid verhoudt zich direct tot een zwakke XY-vlakstijfheid met het conventionele hexapod-werkplatform.

Bovendien beïnvloedt deze inherente ontwerpfout van de conventionele hexapod de XY-as prestaties negatief, met name bij thermische bonding- of bewerkingsapplicaties die meer kracht vereisen om nauwkeurig binnen het XY-vlak te worden uitgevoerd.

Traditionele providers maskeren inefficiënties

Hennessey vervolgt, "Traditionele hexapod-providers zijn zich van deze kwesties bewust, maar in plaats van ze te confronteren, maskeren ze de inherent aan het systeem gebonden inefficiënties door betekenisloze precisieclaims op de situatie te gooien of er helemaal geen aandacht aan te besteden.

"Eén maakt bijvoorbeeld nauwkeurigheidsclaims die er echt goed uitzien, maar in feite onmogelijk zijn om te bereiken op een 6-link-architectuur, en bovenal totaal onbereikbaar voor elke klant.

"De reden hiervoor is dat de precisiespecs die ze citeren alleen gelden voor single-as bewegingen vanuit het centrum/midden-stroke standaardpositie. Wie zou ooit een 6 DOF hexapod kopen om het maar één as tegelijk te gebruiken in het centrum van de beweging?

"De nauwkeurigheid naarmate je naar verschillende posities en hoeken beweegt, moet waarschijnlijk degraderen met multiples van 5x tot 10x."

Kwantumsprong in motion control

De Hybrid Hexapod vertegenwoordigt een kwantumsprong in motion control, en voor het eerst biedt de mogelijkheid om herhaalbare nano-niveau precisie te bereiken, wat innovatie stimuleert en productie-efficiëntie bevordert die voorheen onmogelijk geacht werd.

Het herdefinieert het gebied van precisie motion control, en het regelboek moet herschreven worden om het te accommoderen en het correct te positioneren tegenover industriële alternatieven.

Point Precision als nieuwe standaard

Het precisieniveau dat bereikbaar is met de Hybrid Hexapod maakt de vage en illusoire industriestandaardclaims van micron en sub-micron precisie redundant, en heeft de industrie gedwongen om te bewegen naar het concept van Point Precision.

Point Precision omvat alle 6 DOF fouten van elke as in beweging, waarborgend het precisiepunt in de volledige werkhul, en stelt een "precisienummer" toe te kennen gebaseerd op een exact punt op de muur (alsof je een laserpointer gebruikte) terwijl de huidige standaard alleen de meting aan de muur geeft alsof je een floodlight gebruikt.

Als betekenisgever van nauwkeurigheid en precisie vandaag, is Point Precision echt een must voor veel toepassingen van laserverwerking tot metrologie.