Mechatronics – machines besturen met hardware en software

 

 

Bij NTS ontwikkelen en produceren we precisieapparatuur voor de markten semiconductor, analytics en life sciences, digital printing en industrial. In het geval van productieapparatuur is de doorvoer in de meeste gevallen dominant en zodoende de versnelling, snelheid en nauwkeurigheid van beweging. Nauwkeurigheid is doorgaans in micrometer. In geval van metrologieapparatuur is de nauwkeurigheid meestal in 6 vrijheidsgraden, op submicronniveau of zelfs in nanometer, maar op lagere snelheden.

Voorbeelden van modules en systemen die door NTS zijn ontwikkeld, zijn stages en handlers die een wafer of ander substraat dragen, optische kolommen met instelbare optische elementen, industriële robots die de hantering van producten binnen een machine voor hun rekening nemen en arrays van printkoppen in industriële printers. Goede voorbeelden zijn de combinaties van de bovenstaande modules en systemen in een volledig industriële inkjetprinter met meer dan 50 printkoppen of metrologiemachines met meer dan 25 bewegingsgestuurde assen.

"Als uw partner implementeert NTS mechatronische systeemoplossingen die bestaan uit op maat gemaakte precisiemechanica, kant-en-klare en (semi-)aangepaste actuering, kant-en-klare sensoren en herbruikbare hardware- en softwarebouwstenen voor bewegingsbesturing"

- Sander Gielen, Manager System Engineering

Multidisciplinaire productontwikkelingsteams voor klantspecifiek ontwerp

De hierboven genoemde toepassingen hebben als gemeenschappelijke noemer dat de mechanische hardware een klantspecifiek ontwerp is, als gevolg van klantspecifieke vereisten zoals de vereiste vrijheidsgraden, de geometrische en volumetrische vereisten, het dynamische gedrag, interfaces met andere modules en onderdelen. Denk ook aan aanvullende vereisten zoals reinheid, thermisch gedrag, produceerbaarheid en kosten.

Op basis van systeemvereisten zoals dynamisch gedrag van machines en de daarvan afgeleide mechanische stijfheid en eigenfrequenties, evenals de productkosten en niet-terugkerende technische kosten, stelt NTS een multidisciplinair productontwikkelingsteam samen. Dit bestaat uit teamleden uit de NTS-productieorganisatie om de best overeenkomende productietechnologieën te kunnen inzetten. Een machineframe kan bijvoorbeeld ofwel een gefreesd ofwel een gelast frame zijn en elk frame heeft een eigen kosten-prestatieverhouding.

Actuering van precisiehardware

Voor actuering van precisiehardware beschikt NTS over een catalogus van bewezen actueringstechnologieën, zoal elektromagnetische en lineaire actuatoren, piëzo-actuatoren of een combinatie daarvan. We gebruiken bij voorkeur bestaande kant-en-klare actuatoren, maar in sommige gevallen passen we het ontwerp in overleg met de klant en met leveranciers aan. Tegelijkertijd onderzoeken we nieuwe technologieën zoals thermische actuering voor specifieke high-precision toepassingen als alternatief voor piëzo-actuatoren.

Lees meer over actuering

Positiedetectie

Net als met actuering is NTS goed bekend met een groot aantal verschillende sensoren die doorgaans in industriële bewegings- en regelsystemen worden gebruikt. Positiedetectie van de hardware voeren we doorgaans uit met kant-en-klare sensormodaliteiten die voor de specifieke toepassing worden geselecteerd, zoals encoders, interferometers of camera's. Voor positieregeling in een gesloten lus gebruiken we ons high-end, mid-end of low-end onder eigen beheer ontwikkelde bewegingsplatform en ontwerpen we PID- en ILC-controllers (Iterative Learning Control). In een digitale printer kunnen de regeling voor de printkoppen en voor de substraat handler bijvoorbeeld een specifiek hardware- en softwareontwerp hebben, maar worden deze nog steeds bestuurd door de bedrijfseigen bouwstenenarchitectuur van NTS.

Wat bieden wij?

NTS biedt mechatronica oplossingen die bestaan uit precisiemechanica, actuering, detectie- en besturingslussen die aan uw specifieke vereiste combinatie van criteria voor prestaties, marktintroductietijd en productkosten voldoen. De mechatronica oplossingen van NTS zijn toegespitst op uw toepassingen en bedrijfsvoering. Wij maken dit mogelijk door:

  • de vereiste precisie, productiecapaciteit en andere parameters precies op elkaar af te stemmen door de wisselwerking tussen de hardware en software voor specifieke machinefuncties in evenwicht te brengen.
  • een portfolio van herbruikbare bouwstenen voor bewegingsbesturingshardware en -software aan te bieden. Hardware van externe leveranciers die toegang tot de modernste technologie mogelijk maakt, een kortere marktintroductietijd, een kleiner ontwerprisico en wereldwijde beschikbaarheid van reserveonderdelen.
  • multidisciplinaire ontwerpteams inclusief ontwerpers van precisiemechanica te bieden. Onze teams hebben rechtstreeks toegang tot hun collega's in NTS-fabrieken om te zorgen voor de optimale productietechnologie en toekomstige eigendomskosten

Wat kunt u verwachten?

  • Een bewezen NTS-productontwikkelingsproces en onderliggende ontwerpworkflows om het product van de klant te specificeren, ontwerpen en realiseren
  • Bedrijfseigen Matlab-toolboxes van NTS voor systeemdynamica en besturingsontwerp, uitgerust met interfaces naar toolpakketten van commerciële CAD- en FEM-toolingleveranciers
  • Systeemarchitecten, mechanische ontwerpers, elektronica- en besturingsontwerpers volledig geïntegreerd in multidisciplinaire ontwerpteams op locatie, vastbesloten om aan de uitdagende marktintroductietijdlijnen van de klant te voldoen.
  • Door bestaande bouwstenen te hergebruiken, wordt de besturingssoftware parallel aan het hardwareontwerp ontwikkeld, zodat kortere marktintroductietijden voor lagere kosten mogelijk worden.

Product compliance geïntegreerd in het ontwerpproces

NTS neemt product compliance in productontwikkeling al vanaf het eerste concept van een machinedesign mee. Daarmee worden klanten ontzorgd door alle risico’s in kaart te brengen, het ontwerp daarop af te stemmen en alle benodigde documentatie beschikbaar te maken. Dat voorkomt herontwerp met extra kosten en verlies van kostbare time-to-market.

Lees meer over onze PRODUCT COMPLIANCE EXPERTISE

Bij de ontwikkeling van high-precision apparatuur bereiken ontwerpteams soms de grenzen van wat mogelijk is voor hardware, ofwel vanuit technisch perspectief ofwel vanuit kostenperspectief. In plaats van zeer nauwkeurige, maar dure componenten te ontwerpen, is het soms beter om de algemene specificatie deels in de software te realiseren. Daarom hebben we ook een gespecialiseerd softwareteam beschikbaar.

Bekijk onze complementaire SOFTWARE COMPETENTIES

Meer weten?

Neem contact met ons op via het formulier

Neem contact op