Nauwkeurige en robuuste motion control van precisie-apparatuur

 

 

High-tech machines die worden gebruikt op de markten semiconductor, analytical, healthcare en digital printing hebben een aantal elementen gemeen, waaronder de continue behoefte aan hogere nauwkeurigheid en hogere doorvoerprestaties.  Als er upgrades worden uitgevoerd om aan deze behoeften te voldoen, worden in veel gevallen de maximale capaciteiten van mechanische constructies bereikt, , zowel vanuit technologisch oogpunt als de kosten. Geavanceerde controlesystemen kunnen het verschil maken en de systeemprestaties verbeteren tegen betaalbare prijzen: NTS heeft ruime ervaring in het ontwikkelen en realiseren van (geavanceerde) position control-systemen voor verschillende toepassingen, zodat we onze klanten de optimale oplossing kunnen bieden.

 

Motion Control voor high-tech systemen

Om een succesvol high-tech systeem te ontwikkelen, zijn goede dynamica, mechanische en elektronische ontwerpen vereist, want je hebt altijd te maken met de natuurwetten. Bovendien draagt motion control ertoe bij dat we de grenzen van snelheid, functionaliteit en nauwkeurigheid kunnen verleggen. Onze motion control-systemen zijn schaalbaar en we hebben complexe systemen ontwikkeld voor klanten met meer dan 20 assen die tot op de micrometer worden beheerd.

Control-prestaties, stevigheid en kosten

Bij elk project voor klanten wordt een afweging gemaakt tussen prestaties, robuustheid en kosten. Zowel voor de high- als de low-end oplossingen wordt onze control engineer tijdens het afstellen van de controller en het debuggen van voorzieningen ondersteund door onze intern ontwikkelde Control Toolbox. Zo is de machine snel klaar voor gebruik en faciliteert de toolbox afstelling voor optimale prestaties.

Motion control-oplossingen verkorten de marktintroductietijd

Voor mechatronische systemen met hoge prestaties, zoals wafer stages die 6 Degrees-of-Freedom (6DoF) control nodig hebben, werkt NTS meestal met hoogwaardige, commerciële motion controllers, samen met herbruikbare software-bouwblokken van het softwareframework van NTS [link naar software]. Voor toepassingen waarbij de control-behoeften minder geavanceerd zijn en kostenreductie belangrijker is, bijvoorbeeld een onderhoudsmodule voor printkoppen met stappenmotoren, worden low-end controleplatforms toegepast.

NTS biedt verschillende hardwareoplossingen voor systemen met high-end óf low-end motion control-vereisten. Deze worden geleverd door gevestigde leveranciers. Met deze aanpak worden ontwikkelingskosten en projectrisico's verlaagd. Daarnaast wordt de marktintroductietijd van een product zodoende verkort. Bovendien wordt de wereldwijde beschikbaarheid van reserveonderdelen voor deze hardware-bouwblokken gegarandeerd.

"Als uw partner implementeert NTS motion control-oplossingen op basis van bewezen bouwblokken in combinatie met dynamica, mechanica, elektronica - en softwaredesigns."

- Hanno Schouten, Systeem Architect bij NTS

Control design is onderdeel van een multidisciplinaire aanpak

Tijdens de ontwerpfase van motion control systemen moeten de systeemdynamica, mechanica, elektronica en software zo worden ontworpen dat ze kunnen samenwerken. Control-prestaties, en dus control engineering, heeft meestal te maken met de delen van deze disciplines die elkaar overlappen.

Technisch ontwerp implementeren in control design

Voor hoognauwkeurige dynamische systemen is het essentieel dat de eigenschappen van technische designs worden toegepast in de vorm van de modules van de systemen in de control design. Daarom passen we de NTS System Dynamics Toolbox toe, waarmee we snelle herhalingen in de loops kunnen creëren tussen technische/dynamische designs en control-prestaties. Control engineering en elektrotechniek werken nauw samen om de juiste componenten te selecteren of semi-persoonlijke componenten te ontwikkelen voor actuators en/of sensoren.

Motion control en software

Bij zowel high- als low-end control engineering speelt software een essentiële rol. Wij gebruiken motion controllers die standaard zijn in de branche en daarom hebben we herbruikbare softwarebouwblokken ontwikkeld die aan de ene kant systeemgedrag in real time verwerken voor specifieke machinefuncties en aan de andere kant de interface bieden tussen de motion control-module en de systeemsoftware van de machine.

Voor low-end control-toepassingen, waarbij de focus ligt op automatisering en kosten, maar minder op snelheid en nauwkeurigheid, zijn de control-functionaliteiten en de software in grotere mate met elkaar vervlochten. Bij dit soort toepassingen kan de real time control minimaal zijn en wordt het grootste deel van de functionaliteit beheerd door een softwarelaag die niet in real time werkt. Onze ontwikkelingstool NTS Motion Studio ondersteunt beide toepassingen. De control-algoritmen die we implementeren zijn normaliter PID-controllers met Feed Forward. Daarnaast worden ook geavanceerde algoritmen als Iterative Learning Control (ILC), input shaping en vision-in-the-loop toegepast, afhankelijk van de control-prestatievereisten. Onze motion control-architectuur biedt gelabelde gegevens/gegevens met een tijdsstempel voor machinefuncties als Predictive Maintenance.

Wat bieden wij?

NTS biedt motion control-oplossingen, bestaande uit hardware en software, die voldoen aan uw specifieke eisen op het gebied van marktintroductietijd, kosten en prestaties. De prestaties van machines worden in steeds grotere mate bepaald door de mogelijkheden van het motion control systeem.

De klantgerichte oplossingen van NTS zijn toegespitst op uw toepassingen en bedrijfsvoering. Wij maken dit mogelijk:

  • door de behoefte aan nauwkeurigheid, snelheid en kostenefficiëntie in balans te brengen en de geschikte hardware- en softwarebouwblokken te selecteren.
  • met een bibliotheek van beproefde control-oplossingen, waaronder interfaces voor producten van andere aanbieders, voor kortere marktintroductietijden.
  • met onze op gestandaardiseerde hardwareplatforms gebaseerde motion control-functionaliteiten, waardoor producten van derde partijen eenvoudig kunnen worden geïntegreerd.

Wat kunt u verwachten?

  • Motion control-ontwikkelaars en -ontwerpers in volledig geïntegreerde, multidisciplinaire ontwerpteams op afstand en op locatie.
  • De machinesoftware wordt met bestaande, herbruikbare motion control-functies parallel aan het hardwareontwerp opgebouwd, voor kortere marktintroductietijden bij lagere kosten.
  • Door het hergebruik van bestaande motion control-bouwstenen die zijn geïntegreerd in software, bieden we GUI-functionaliteit, diagnostische functies en tracingfuncties die al beschikbaar zijn in de prototypefase en hoeven er geen tijdelijke softwarescripts te worden geschreven voor test- en integratiewerkzaamheden.

Meer weten over hoe onze expertise time to market helpt te verkorten?

Vraag het aan één van onze experts

Vraag stellen