Wie verbessert ein Direktantriebsmotor die Geschwindigkeit und Präzision der Revolverpositionierung?

Bei Hochgeschwindigkeits-Sortier- und Verpackungsanlagen für Halbleiter muss die Revolverpositionierung zwei Ziele gleichzeitig erreichen: kurze Zykluszeiten und wiederholbare Positioniergenauigkeit.

Viele Ingenieure gehen zunächst davon aus, dass der Schlüssel zu einer schnelleren Revolverindexierung einfach in der Verwendung eines leistungsstärkeren Motors liegt. In der Praxis ist jedoch die Leistungsfähigkeit des gesamten Getriebesystems oft wichtiger als die Motorleistung allein.

Ein herkömmlicher Revolverantrieb kann einen Servomotor in Kombination mit einem Getriebe, einer Kupplung, einem Riemen oder anderen mechanischen Übertragungskomponenten verwenden. Diese Komponenten können Spiel, elastische Verformung, Reibung, Übertragungsfehler und zusätzliche Trägheit verursachen.

Ein Direktantriebsmotor verfolgt einen anderen Ansatz. Durch die direkte Verbindung des Motors mit dem Revolver kann das System auf ein herkömmliches Untersetzungsgetriebe verzichten und die Anzahl der mechanischen Übertragungskomponenten zwischen Motor und rotierender Last reduzieren.

In Kombination mit einem hochauflösenden Encoder und einem leistungsstarken Servoantrieb ermöglicht ein Direktantriebsmotor für die Revolverindexierung schnelle Beschleunigung und Verzögerung, genaue Positionierung und kurze Einschwingzeiten.

Dadurch wird die Direktantriebstechnologie besonders attraktiv für Halbleitersortiermaschinen, Chipbondmaschinen, Inspektionsgeräte, Testsysteme und andere Hochgeschwindigkeitsautomatisierungsanwendungen.

Was ist ein Direktantriebsmotor für die Revolverteilung?

Ein Direktantriebsmotor ist ein Motor, der so konstruiert ist, dass er eine rotierende Last direkt und ohne ein herkömmliches Untersetzungsgetriebe antreibt.

Bei einer Revolverindexierungsanwendung ist der Motorrotor direkt mit dem Hauptrevolver verbunden:

Servoantrieb → Direktantriebsmotor → Revolver

Dies unterscheidet sich von einem herkömmlichen Getriebe:

Servomotor → Getriebe → Kupplung → Revolver

oder:

Servomotor → Riemen → Riemenscheibe → Revolver

Durch den Wegfall von Zwischenkomponenten im Getriebe entsteht bei einem Direktantriebssystem ein kürzerer mechanischer Weg zwischen Motor und rotierender Last.

Ein typisches Hochgeschwindigkeits-Revolverindexiersystem kann einen Direktantriebsmotor, einen hochauflösenden Encoder, einen Servoantrieb, eine Bewegungssteuerung, einen Revolver, einen Z-Achsen-Mechanismus und ein Bildverarbeitungs- oder Inspektionssystem umfassen.

Der Encoder misst kontinuierlich die Drehposition und ermöglicht so dem Servosystem, Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Drehturms über eine geschlossene Rückkopplung zu steuern.

Bei Drehanwendungen kann ein Direktantriebsmotor auch als Direktantriebs-Drehmotor oder DD-Drehmomentmotor bezeichnet werden.

Warum einen Direktantriebsmotor für die Hochgeschwindigkeits-Revolverindexierung verwenden?

Der Hauptvorteil eines Direktantriebsmotors liegt nicht allein in der hohen Motorleistung.

Der wichtigere Vorteil liegt in der Reduzierung der mechanischen Übertragungskomponenten zwischen Motor und Last.

Ein herkömmliches Getriebe kann Folgendes mit sich bringen:

• Zahnradspiel

• Kopplungskonformität

• Elastizität des Gürtels

• Reibung

• Übertragungsfehler

• Zusätzliche Rotationsmasse

Diese Effekte werden besonders wichtig, wenn ein Geschützturm wiederholt beschleunigt, abbremst und die Richtung ändert.

Ein Direktantriebsmotor macht ein herkömmliches Getriebe oder einen Riemenantrieb überflüssig und ermöglicht es dem Servosystem, die Drehlast direkter zu steuern.

Dies kann zur Verbesserung beitragen:

Indexiergeschwindigkeit + Positioniergenauigkeit + Einschwingverhalten

gleichzeitig.

Direktantrieb bedeutet jedoch nicht, dass die gesamte Maschine absolut fehlerfrei ist. Lagerschlag, Encoderinstallation, Strukturverformung, Wärmeausdehnung und Servoeinstellung können die Endpositioniergenauigkeit weiterhin beeinflussen.

Wovon hängt die Indexiergeschwindigkeit des Revolvers ab?

Der Durchsatz des Drehturms wird nicht allein durch die Motorleistung bestimmt.

Der tatsächliche Indexierungszyklus hängt vom gesamten Bewegungssystem ab, einschließlich:

• Turmträgheit

• Motordrehmoment

• Beschleunigung und Verzögerung

• Encoder-Rückmeldung

• Servo-Bandbreite

• Bewegungsprofil

• Mechanische Steifigkeit

• Absetzzeit

• Bewegung entlang der Z-Achse

• Testzeit

• Anzahl der Geschützturmstationen

Aus diesem Grund führt die Wahl eines Direktantriebsmotors mit hohem Drehmoment nicht automatisch zu einer schnelleren Drehgeschwindigkeit.

Der gesamte Maschinenzyklus lässt sich wie folgt verstehen:

Revolverindexierung + Z-Achsen-Bewegung + Bearbeitungszeit + Synchronisierung

Beispielsweise können Hochgeschwindigkeits-Sortiersysteme für Halbleiter kurze Indexierzyklen im Bereich von einigen zehn Millisekunden nutzen. Die tatsächlich erreichbare Zykluszeit hängt von der Trägheit des Revolverturms, dem Indexierwinkel, dem Motordrehmoment, der Servoeinstellung und der erforderlichen Einschwingzeit ab.

Daher sollte die Motorauswahl immer vom gesamten Bewegungsprofil ausgehen und nicht allein von der maximalen Drehzahl oder dem maximalen Drehmoment des Motors.

Warum ist eine geringe Massenträgheit bei einem Direktantriebsmotor wichtig?

Die Indexierung des Revolverturms ist ein wiederholter Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess.

Der Motor muss die rotierende Last beschleunigen, die Zielposition erreichen und dann schnell genug abbremsen, damit der nächste Arbeitsgang beginnen kann.

Das erforderliche Beschleunigungsmoment lässt sich wie folgt ausdrücken:

T = J × α

wobei T das Beschleunigungsmoment, J das Trägheitsmoment und α die Winkelbeschleunigung ist.

Durch die Reduzierung unnötiger Rotationsmasse lässt sich das dynamische Verhalten verbessern.

Ein geeigneter Direktantriebsmotor kann den Revolver beschleunigen und abbremsen, ohne auf ein mechanisches Untersetzungsgetriebe angewiesen zu sein.

Die Rotorträgheit des Motors ist jedoch nur ein Teil der Gesamtberechnung.

Das vollständige Trägheitsmoment sollte Folgendes umfassen:

Motor + Revolver + Werkzeug + Werkstück + Sonstige rotierende Komponenten

Der Direktantriebsmotor muss ein ausreichendes Spitzendrehmoment für die erforderliche Beschleunigung liefern und gleichzeitig eine akzeptable thermische Leistung während des kontinuierlichen Hochzyklusbetriebs gewährleisten.

Wie verbessert ein Direktantriebsmotor die Positioniergenauigkeit des Revolvers?

Bei einem herkömmlichen Motor-Getriebe-System können Spiel, Nachgiebigkeit und Übertragungsfehler zwischen Motor und Revolverkopf auftreten.

Eine Direktantriebsarchitektur vereinfacht den mechanischen Ablauf:

Motor → Revolver

Der Servoregler kann daher die Drehlast ohne ein herkömmliches Untersetzungsgetriebe zwischen Motor und Revolver regeln.

Dies kann insbesondere bei wiederholter Winkelindizierung von Vorteil sein.

Ein Direktantriebsmotor garantiert jedoch nicht automatisch eine perfekte Positioniergenauigkeit.

Die endgültige Systemleistung hängt ab von:

• Genauigkeit des Encoders

• Encoder-Auflösung

• Lagerrundlauf

• Turmsteifigkeit

• Wärmeausdehnung

• Motorruckeln

• Mechanische Schwingungen

• Servo-Abstimmung

• Lastvariation

• Kalibrierung und Kartierung

Die präzisere technische Aussage lautet daher:

Ein Direktantriebsmotor eliminiert das bei herkömmlichen Getrieben übliche Spiel und reduziert mechanische Übertragungsfehler; die endgültige Positioniergenauigkeit hängt jedoch vom gesamten Bewegungssystem ab.

Wiederholbarkeit, Genauigkeit und Auflösung sind unterschiedlich

Bei der Auswahl eines Direktantriebsmotors für die Revolverindexierung werden diese drei Spezifikationen oft verwechselt.

Auflösung

Die Auflösung beschreibt die kleinste Winkelinkrementierung, die ein Encoder oder ein Bewegungssystem unterscheiden kann.

Ein hochauflösender Encoder ermöglicht eine feinere Messung der Drehposition, aber die Encoderauflösung allein bestimmt nicht die Systemgenauigkeit.

Wiederholbarkeit

Die Wiederholbarkeit beschreibt, wie zuverlässig der Turm bei wiederholten Bewegungen in die gleiche vorgegebene Position zurückkehrt.

Dies ist besonders wichtig für Sortier- und Testanlagen für Halbleiter, da der Revolver dieselbe Indexierbewegung Tausende oder Millionen Male wiederholen kann.

Genauigkeit

Genauigkeit beschreibt die Differenz zwischen der befohlenen Position und der tatsächlichen physischen Position.

Ein System kann daher eine extrem hohe Encoderauflösung, aber eine geringere absolute Genauigkeit aufgrund von mechanischen Toleranzen, thermischen Effekten, Lagerrundlauf oder Installationsfehlern aufweisen.

Bei Präzisionsrevolversystemen sollten Auflösung, Wiederholgenauigkeit und Genauigkeit stets separat bewertet werden.

Wie schnell kann ein Direktantriebsmotor einen Revolverkopf indexieren?

Es gibt keine allgemeingültige maximale Indexiergeschwindigkeit für einen Direktantriebsmotor.

Die erzielbare Leistung hängt ab von:

• Motordrehmoment

• Turmträgheit

• Indexierungswinkel

• Erforderliche Zykluszeit

• Beschleunigungsprofil

• Absetzzeit

• Encoderleistung

• Servoantrieb

• Mechanische Steifigkeit

Beispielsweise erfordert eine 18°-Revolverindexierbewegung, die innerhalb von etwa 20 ms abgeschlossen ist, eine ganz andere Motor- und Mechanikkonstruktion als eine 30°-Bewegung, die innerhalb von 100 ms abgeschlossen ist.

Der korrekte Ansatz besteht darin, die erforderliche Beschleunigung und das Drehmoment wie folgt zu berechnen:

Indexierwinkel + Zykluszeit + Rotationsmasse + Bewegungsprofil

anstatt einen Direktantriebsmotor nur anhand seiner Nenndrehzahl auszuwählen.

Bei Hochgeschwindigkeits-Halbleiteranlagen kann die Reduzierung der Einschwingzeit genauso wichtig sein wie die Erhöhung der maximalen Drehzahl.

Direktantriebsmotor vs. Getriebeantrieb für Revolverteilung

Der Unterschied zwischen einem Direktantriebsmotor und einem herkömmlichen Getriebeantrieb wird insbesondere bei Anwendungen mit hoher Indexierfrequenz wichtig.

Ein Direktantriebsmotor ist daher nicht automatisch die beste Lösung für jeden Revolverturm.

Ein Getriebe kann dennoch sinnvoll sein, wenn die Anwendung eine erhebliche Drehmomentverstärkung erfordert, eine große Lastträgheit aufweist oder strenge Kostenbeschränkungen gelten.

Direktantrieb wird besonders attraktiv, wenn die Maschine folgende Prioritäten setzt:

Hochgeschwindigkeitsindexierung + geringer Übertragungsfehler + hohe Wiederholgenauigkeit + flexible Bewegungssteuerung

Direktantriebsmotor vs. Nockenindexierung

Nockenindexmechanismen sind nach wie vor eine ausgereifte Lösung für sich wiederholende Drehbewegungen und werden in der industriellen Automatisierung häufig eingesetzt.

Ihr größter Vorteil liegt in der mechanischen Einfachheit und dem vordefinierten Bewegungsprofil.

Ein Direktantriebsmotor verfolgt einen programmierbaren Bewegungssteuerungsansatz.

Der Controller kann Folgendes einstellen:

• Beschleunigung

• Verzögerung

• Geschwindigkeit

• Verweilen

• Ruck

• Indexwinkel

• Bewegungsprofil

Diese Flexibilität kann von Vorteil sein, wenn eine Maschine unterschiedliche Produkte, Stationskonfigurationen oder Betriebsbedingungen bewältigen muss.

Die Wahl zwischen einem Direktantriebsmotor und einer Nockenindexierung sollte daher auf Folgendem basieren:

Durchsatz + Flexibilität + Positionierungsanforderungen + Wartung + Gesamtmaschinenkosten

anstatt anzunehmen, dass eine Technologie immer überlegen ist.

Warum sind S-Kurven-Bewegungsprofile bei der Revolverindexierung wichtig?

Bei der Hochgeschwindigkeitsindexierung geht es nicht einfach nur darum, die Zielposition so schnell wie möglich zu erreichen.

Der Turm muss außerdem ohne übermäßige Vibrationen zum Stillstand kommen.

Eine plötzliche Änderung der Beschleunigung kann einen starken Ruck erzeugen und mechanische Resonanzen anregen, wodurch sich die Einschwingzeit verlängert.

Ein S-förmiges Bewegungsprofil verändert die Beschleunigung allmählich und kann dazu beitragen, mechanische Stöße und Vibrationen zu reduzieren.

Dies ist besonders wichtig, wenn der Turm Folgendes trägt:

• Halbleitergehäuse

• Pick-and-Place-Düsen

• Inspektionsvorrichtungen

• Testbuchsen

• Bildverarbeitungskomponenten

Das Ziel ist:

Schnell bewegen → Sanft anhalten → Schnell zur Ruhe kommen

Ein Hochleistungs-Turmsystem kann daher einen Direktantriebsmotor mit geringer Trägheit mit einem hochauflösenden Encoder, optimierter Servoabstimmung und Vibrationsdämpfung kombinieren.

Warum die Encoderleistung bei einem Direktantriebs-Turmdrehsystem wichtig ist?

Der Encoder ist eine der wichtigsten Komponenten eines Direktantriebs-Indexiersystems.

Da zwischen Motor und Last kein herkömmliches Untersetzungsgetriebe vorhanden ist, kann die Drehposition direkter über die Encoder-Rückmeldung gesteuert werden.

Je nach Anwendungsfall kann ein Geschützturm Folgendes verwenden:

• Optische Encoder

• Magnetische Encoder

• Absolutwertgeber

• Inkrementelle Geber

• Hochauflösende Drehwaagen

Bei der Auswahl des Encoders sollte mehr als nur die Bitauflösung berücksichtigt werden.

Wichtige Spezifikationen umfassen:

• Genauigkeit

• Wiederholbarkeit

• Aktualisierungsrate

• Signalintegrität

• Thermische Stabilität

• Montagegenauigkeit

Bei Halbleiteranlagen sind hohe Taktraten und Positionierungsanforderungen im Mikrometerbereich für die Integration von Encodern und Mechanik von besonderer Bedeutung.

Wie beeinflusst die Direktantriebs-Revolverindexierung den Durchsatz von Halbleiteranlagen?

Eine Halbleitersortiermaschine kann mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsgänge durchführen:

Zuführung → Indexierung → Ausrichtung → Prüfung → Inspektion → Sortierung → Verpackung

Der Geschützturm kann sich nicht einfach so schnell wie möglich drehen.

Seine Bewegung muss mit den anderen Maschinenachsen und Prozessstationen synchronisiert werden.

Ein Hochgeschwindigkeits-Revolversystem kann zwar einen kurzen Indexierzyklus erreichen, die Gesamt-UPH wird jedoch durch den gesamten Maschinenzyklus bestimmt.

Zum Beispiel:

UPH = Bewegungszyklus + Bearbeitungszeit + Synchronisation + Maschinenauslastung

Daher sollte ein Direktantriebsmotor als Teil des gesamten Produktionssystems und nicht als isolierte Komponente betrachtet werden.

Der Motor kann Einschränkungen im Zusammenhang mit dem Getriebe reduzieren, aber der Gesamtdurchsatz hängt weiterhin von der Testzeit, der Z-Achsen-Bewegung, der Bearbeitungszeit und der Stationssynchronisation ab.

Die Indexiergenauigkeit eines Revolvers ist nicht dasselbe wie die Bestückungsgenauigkeit.

Dies ist ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung von Halbleiteranlagen.

Ein Revolver kann eine ausgezeichnete Winkelgenauigkeit erreichen, während die Pick-and-Place-Düse immer noch Positionierungsfehler aufweist.

Die Positionierung des Geschützturms kann beeinflusst werden durch:

• Rückmeldung des Drehgebers

• Turmauslauf

• Lagergenauigkeit

• Strukturelle Deformation

• Servo-Abstimmung

Die Düsenpositionierung kann zusätzlich von Folgendem abhängen:

• Wiederholgenauigkeit der Z-Achse

• Düsenmontage

• Vakuumstabilität

• Werkstückposition

• Vision-Kalibrierung

• Mechanische Toleranzen

Daher sollten der Drehturm und der Pick-and-Place-Mechanismus als separate Bewegungssysteme bewertet und kalibriert werden.

Ein leistungsstarker Direktantriebsmotor kann die Indexierleistung des Revolvers verbessern, aber er kann nicht eigenständig die endgültige Platzierungsgenauigkeit der gesamten Maschine im Mikrometerbereich garantieren.

Wie wählt man einen Direktantriebsmotor für die Revolverteilung aus?

Bei der Auswahl eines Direktantriebsmotors sollten Ingenieure mehr als nur das Nenndrehmoment berücksichtigen.

1. Erforderliche Indexierungszeit

Ermitteln Sie den erforderlichen Indexierwinkel und die Zykluszeit.

Zum Beispiel:

18° in 22 ms

stellt eine ganz andere Bewegungsanforderung dar als:

30° in 100 ms.

Die erforderliche Beschleunigung und das maximale Drehmoment können daher deutlich voneinander abweichen.

2. Gesamtes Trägheitsmoment

Berechnen Sie die gesamte rotierende Last:

Jgesamt = Jmotor + JRevolver + JWerkzeug + JWerkstück

Der Direktantriebsmotor muss ein ausreichendes Beschleunigungsmoment für das gesamte System liefern.

3. Spitzen- und Dauerdrehmoment

Das maximale Drehmoment bestimmt die dynamische Beschleunigungsfähigkeit.

Das kontinuierliche Drehmoment entscheidet darüber, ob der Motor den erforderlichen Betriebszyklus ohne übermäßige thermische Belastung aufrechterhalten kann.

4. Genauigkeit und Auflösung des Encoders

Wählen Sie den Encoder entsprechend der erforderlichen Wiederholgenauigkeit, absoluten Genauigkeit und Steuerbandbreite.

5. Hohlbohrungsgröße

Eine große Hohlwelle kann vereinfachen:

• Elektrische Verkabelung

• Pneumatikschläuche

• Vakuumleitungen

• Optische Wege

• Laser-Fräsen

Dies kann insbesondere bei kompakten Halbleitergeräten von Nutzen sein.

6. Kompatibilität des Servoantriebs

Der Direktantriebsmotor und der Servoantrieb sollten als ein einziges Bewegungssystem betrachtet werden.

Wichtige Faktoren sind unter anderem:

• Stromschleifenbandbreite

• Geschwindigkeitsschleifenbandbreite

• Aktualisierungsrate der Positionsschleife

• Encoder-Schnittstelle

• Schwingungsdämpfung

• Kerbfilter

• Vorsteuerung

• Bewegungsprofilgenerierung

Ein Servoantrieb wirbt möglicherweise mit einer Drehzahlregelungsbandbreite von mehreren kHz, dies ist jedoch eine Spezifikation des Servoantriebs und keine inhärente Spezifikation jedes Direktantriebsmotors.

Wie lassen sich Vibrationen in einem Hochgeschwindigkeits-Direktantriebsrevolver reduzieren?

Hochgeschwindigkeits-Indexieren kann Vibrationen erzeugen, wenn die mechanische Struktur oder das Bewegungsprofil eine Resonanz anregt.

Gängige Ingenieurmethoden sind:

Motorkonstruktion mit geringer Trägheit

Ein geeigneter Direktantriebsmotor mit geringer Massenträgheit kann das für schnelles Beschleunigen und Abbremsen erforderliche Drehmoment reduzieren.

Starre mechanische Struktur

Eine stabile Turm- und Montagekonstruktion kann unerwünschte Verformungen und Vibrationen reduzieren.

S-Kurven-Bewegung

Die S-förmige Beschleunigung reduziert Ruck und mechanische Stöße.

Servo-Verstärkungsoptimierung

Die Servoverstärkung muss ein Gleichgewicht zwischen Ansprechgeschwindigkeit und Stabilität herstellen.

Notch-Filterung

Kerbfilter können bekannte mechanische Resonanzfrequenzen unterdrücken.

Vorwärtskompensation

Die Vorsteuerung kann den Nachführfehler bei schnellen Bewegungen reduzieren.

Feedback des hochauflösenden Encoders

Eine präzise Positionsrückmeldung ermöglicht es dem Servoregler, Positionsabweichungen kontinuierlich zu korrigieren.

Das endgültige Schwingungsverhalten hängt daher von Folgendem ab:

Direktantriebsmotor + Encoder + Mechanische Struktur + Servoantrieb + Bewegungsalgorithmus

Anwendungen von Direktantriebsmotoren in Halbleiteranlagen

Direktantriebsmotoren können in einer Vielzahl von Anwendungen in der Halbleiterindustrie und der Präzisionsautomatisierung eingesetzt werden.

Halbleiter-Test- und Sortiermaschinen

Der Hauptdrehturm rotiert Halbleitergehäuse zwischen den Stationen Zuführung, Test, Inspektion und Sortierung.

Ein Direktantriebsmotor ermöglicht schnelles Indexieren bei gleichzeitiger Beibehaltung einer wiederholbaren Winkelpositionierung.

Die Bonders

Direktantriebsmotoren und Drehmomentmotoren können Drehmechanismen antreiben, die zum Transportieren oder Positionieren von Halbleiterchips verwendet werden.

Inspektionsdrehtische

Hochauflösende Drehpositionierung kann für optische Inspektion, Dimensionsmessung und Mehrstationsprüfung eingesetzt werden.

MEMS- und Sensortests

Durch präzises Drehindexieren können kleine Bauteile während automatisierter Tests wiederholt positioniert werden.

Elektronikmontage

Direktantriebsmotoren ermöglichen eine programmierbare Indexierung für die Handhabung elektronischer Bauteile mit hoher Taktfrequenz.

Fünf häufige Fehler bei der Konstruktion eines Direktantriebs-Revolvers

Fehler 1 – Auswahl des Motors ausschließlich anhand des maximalen Drehmoments

Ein hohes maximales Drehmoment garantiert keine höhere Drehgeschwindigkeit.

Zunächst müssen die Gesamtträgheit des Systems und die erforderliche Beschleunigung berücksichtigt werden.

Fehler 2 – Die Encoderauflösung wird fälschlicherweise als Positionsgenauigkeit behandelt

Ein hochauflösender Encoder verbessert die Messgenauigkeit, beseitigt aber nicht automatisch mechanische Fehler.

Auflösung, Wiederholbarkeit und Genauigkeit müssen separat bewertet werden.

Fehler 3 – Ignorieren der Absetzzeit

Dass der Geschützturm die befohlene Position erreicht hat, bedeutet nicht zwangsläufig, dass er für den nächsten Vorgang bereit ist.

Für Anlagen mit hohem Durchsatz:

• Umzugszeit + Eingewöhnungszeit

• ist aussagekräftiger als die reine Bewegungszeit.

Fehler 4 – Ignorieren von thermischen Effekten

Die kontinuierliche Hochfrequenz-Indexierung erzeugt Wärme sowohl im Motor als auch in der umgebenden mechanischen Struktur.

Die thermische Ausdehnung kann die Positioniergenauigkeit bei langen Produktionszyklen beeinträchtigen.

Fehler 5 – Optimierung des Revolverturms ohne Optimierung der Maschine

Der Geschützturm ist nur ein Teil der Ausrüstung.

Insgesamt hängt UPH von der Synchronisierung folgender Faktoren ab:

Revolver + Z-Achse + Testen + Bildverarbeitung + Zuführung + Sortieren + Verkleben

Die Optimierung nur einer Achse führt nicht zwangsläufig zu einer Steigerung des Gesamtmaschinendurchsatzes.

Häufig gestellte Fragen zu Direktantriebsmotoren für Revolverteilung

Ist ein Direktantriebsmotor für die Revolverindexierung besser geeignet als ein Getriebe?

Nicht unbedingt für jede Anwendung.

Ein Direktantriebsmotor ist besonders attraktiv, wenn das System eine hohe Indexiergeschwindigkeit, geringe Übertragungsfehler, hohe Wiederholgenauigkeit und reduzierten mechanischen Wartungsaufwand erfordert.

Ein Getriebe kann dennoch die bessere Wahl sein, wenn die mechanische Drehmomentverstärkung, die Kosten oder ein bestimmtes Lastprofil wichtiger sind.

Hat ein Direktantriebsmotor kein Spiel?

Ein Direktantriebsmotor benötigt kein herkömmliches Getriebe oder Riemengetriebe und vermeidet so das mit diesen Getriebekomponenten verbundene Spiel.

Allerdings können im Gesamtsystem immer noch mechanische Fehler auftreten, die durch Lager, strukturelle Verformungen, die Installation des Encoders und andere Faktoren verursacht werden.

Daher ist die Aussage „kein Getriebespiel“ genauer als die Behauptung, die gesamte Maschine weise keinerlei mechanische Fehler auf.

Was bedeutet ±1 Bogensekunde?

Eine Bogensekunde entspricht:

1/3600 Grad ≈ 4,848 μrad

Bei einem Revolver mit 200 mm Durchmesser beträgt der Radius 100 mm. Bei diesem Radius entspricht 1 Bogensekunde ungefähr:

0,485 μm

der Umfangsverschiebung.

Dies verdeutlicht, warum die Drehpositionierung im Bogensekundenbereich eine hohe Präzisionsanforderung darstellt.

Benötigt ein Direktantriebsmotor ein Getriebe?

Ein Direktantriebsmotor ist so konstruiert, dass er die Last direkt antreibt, sodass kein herkömmliches Untersetzungsgetriebe erforderlich ist.

Allerdings muss der Motor für das erforderliche Drehmoment, die Drehzahl und das Massenträgheitsmoment korrekt dimensioniert sein.

Wie lassen sich Vibrationen beim Revolverindexieren reduzieren?

Typische Methoden umfassen die Auswahl von Motoren mit geringer Massenträgheit, eine starre mechanische Konstruktion, S-Kurven-Bewegungsprofile, optimierte Servoverstärkungen, Kerbfilter, Vorsteuerungskompensation und Schwingungsdämpfungsalgorithmen.

Wie wirkt sich die Turmindexierung auf die UPH aus?

Die Indexierung des Revolvers ist ein wichtiger Bewegungszyklus in einer Hochgeschwindigkeitssortiermaschine, die Stückzahl pro Stunde (UPH) wird jedoch durch den gesamten Maschinenzyklus bestimmt.

Indexierungszeit, Z-Achsen-Bewegung, Testen, Inspektion, Zuführung, Sortierung und andere Prozesszeiten müssen synchronisiert werden, um den angestrebten Durchsatz zu erreichen.

Die Zukunft der Revolverteilung mit Direktantrieb

Da Halbleitergehäuse immer kleiner werden und automatisierte Anlagen in Richtung höherer Umschlagshäufigkeit (UPH) gehen, müssen Revolverbewegungssysteme Geschwindigkeit, Wiederholgenauigkeit, thermische Stabilität und flexible Bewegungssteuerung kombinieren.

Die nächste Generation von Turmsystemen wird voraussichtlich folgende Merkmale kombinieren:

• Direktantriebsmotoren

• Hochauflösende Absolutwertgeber

• Servoantriebe mit hoher Bandbreite

• Fortschrittliche Schwingungsdämpfung

• Bewegungsprofiloptimierung

Online-Kalibrierung und Kartierung

Integrierte Bewegungssteuerung auf Maschinenebene

Ziel ist es nicht einfach nur, die Drehung des Geschützturms zu beschleunigen.

Das eigentliche technische Ziel ist:

Kürzere Indexierungszeit + kürzere Einschwingzeit + stabile Positionierung + höherer Maschinendurchsatz

Aus diesem Grund werden Direktantriebsmotoren und DD-Drehmomentmotoren zunehmend attraktiver für Halbleitersortiermaschinen, Die-Bonding-Anlagen, Inspektionssysteme und andere Hochgeschwindigkeits-Indexieranwendungen.

Für Gerätehersteller, die einen Direktantriebsmotor für die Revolverindexierung evaluieren, ist der wichtigste Schritt die Dimensionierung des Motors entsprechend dem gesamten Bewegungsprofil und nicht die Auswahl des Motors allein auf der Grundlage des maximalen Drehmoments oder der maximalen Drehzahl.

Ein optimal aufeinander abgestimmtes Direktantriebsmotor-, Encoder- und Servosystem kann unnötige mechanische Übertragungsstufen reduzieren und eine solide Grundlage für eine schnelle, präzise und flexible Revolverbewegung schaffen.