Anja Schutz,
Maxon Motor ag
מטלות שונות של מיקרו מכלולים מציבות אתגרים גדולים והולכים לטכנולוגית ההינע. בעת שמיקרו רכיבים ומערכות הולכים וקטנים ומתמזערים בהתמדה, פיתוח מערכות ייצור בממדים מיקרוסקופים לא מדביקים את קצב המזעור . חברה שוויצרית ביצעה מהפכה בתחום תת משפחה שלמה של רובוטי DELTA , המופעלים עם מנועי MAXON עוצמתיים המבטיחים תנועה דינמית בדיוק גבוה.
חברת ASYRIL השוויצרית מתמחה בפיתוח ושילוב של מערכות מכהטרוניות לתפעול מהיר , גמיש ואוטומטי של מרכיבים זעירים כגון מרכיבים ממוזערים לטכנולוגית המיקרו , ננו וביו. החברה הוקמה בשנת 2007 ע”י מומחה למיקרו רובוטיקה ד”ר אלן קודרי והושתתה על בסיס הידע של קבוצות CSEM ו-CPA. המניע להקמת החברה הייתה השאלה העקרונית האם ניתן לבנות מיקרו רובוט בגודל של 100X100X100 מ”מ ומה תהיה הקינמאטיקה האידיאלית לרובוט כזה. כבר לפני 10 שנים הבחינו חוקרים ב-CSEM
(Swiss center for electronics and Micritechnology) בפער הגדל והולך בין מזעור המיקרו רכיבים בהשוואה לגודל מערכות הייצור שנשאר כמעט ללא שינוי בעת שניתן בקלות יחסית למזער את המבנה המכאני של הרובוט. כל זה תקף להינע במידה מוגבלת: “במערכות מקובלות נותרים המנועים בגודל גדול יחסית לרכיבים המכנים. כתוצאה מכך, הקינמאטיקה המקובלת -לדוגמא- לרובוט בעל זרוע מפרקית אינה מתאימה משום שעדיין נדרשים מנועים גדולים יחסית לכל מפרק, כדברי ד”ר קודרי .
המומחה ד”ר קודרי – עם צוות המחקר שלו ב-CSEM ובמחלקה להנדסה טכנולוגית המידע של אוניברסיטת BERN החלו בבחינת מערכות הולמות יותר וטיפול ברכיבים מיקרו טכניים בכדי לצמצמם את הפער הנ”ל. כדברי ד”ר קודרי: “לבסוף הגענו למסקנה שמבנים קינמאטיים מקביליים הם המתאימים ביותר למטרתנו”. כאשר מסקנה זו מנחה את צוות המומחים, לוטש והושלם הרעיון של מערכת קינימאטית עם צירים מקבילים. בכדי לשמור על אינרצית המסה נמוכה ככל האפשר, נבחרו כל הרכיבים קלי משקל ועדינים ככל הניתן. יתרון גדול של תצורת DELTA היא העובדה שלמרות שמנועי MAXON אחראים לתנועת המרכיבים הקינטיים, המנועים עצמם אינם נעים, במקום זאת מחוברים המנועים למסגרת התמיכה ומעבירים את התנועה ישירות למבנה . עיקרון הנדסי זה בא לידי ביטוי במגוון שלם של רובוטי DELTA . סדרת רובוטי DESKTOP DELTA , POWER DELTA ו- POCKETDELTA תוכננו כולם בהתאם לאותו עיקרון בסיסי .
טכנולוגית הינע Slimline עבור מיקרו-מכלולים
לא רק הרכיבים המכאניים נאלצו להצטמק,גם ממדי מערכות ההינע צומצמו . את מקום המנועים הגדולים בעלי ההספק הגבוה ופליטת חום בהתאמה , מחליפה החברה ברובוטי ה-Pocket
|
Delta |
במיקרו מנועים חוסכי מקום מתוצרת Maxon. המנגנון המקבילי של הרובוט מוזן על ידי שלושה מנועי EC-i40 המורכבים כולם על לוח מעל הרובוט. משמעות הדבר היא שהמסה שיש להניע מאוד נמוכה. כתוצאה, הרובוט הוא מאוד דינמי . ה- Pocket Delta זקוק ל-
|
s |
0.33 עבור מחזור pick-and-place יחיד ולכן, יכול להשלים שלושה מחזורים בשנייה. תודות לקשיחות הגבוהה של המבנה הקינמטי, יש לרובוט דיוק חוזר של פחות מ-3 מיקרו מטרים.
מנועי הDC ללא מברשות בקוטר של 40 מ”מ בלבד והספק של 50 ואט. בכדי להבטיח שרובוט הDelta הוא לא רק מהיר , אלא גם מדויק , יש למדוד את מצב הזווית של המנוע בדיוק רב. לכן המיקרו מנועים מחוברים ישירות למקודדים סיבוביים בעלי רזולוציה גבוהה לגילוי המיקום. יתר על כן, כל מנוע מצויד במעצור תופס שתוכנן על ידי Asyril. פינים קטנים אוחזים את צירי המנוע בעזרת קפיץ. בשעת הפעולה של הרובוט, פינים אלה נמשכים בעזרת אלקטרו מגנטים בכדי לשחרר את המעצור. בקר הרובוט משולב בתוך הרובוט והתקשורת מתנהלת ע”י ממשק Ethernet. בעזרת התכונות שהוא כולל, הרובוט המיניאטורי מתאים במיוחד למטלות הכוללות הנעה מהירה או הרכבה של רכיבים זעירים. הוא אחד הרובוטים המהירים והמדויקים ביותר מסוגו. יתרון נוסף של התכנון הנבחר הוא, שלא דרושה תמסורת עבור ה-Pocket Delta. רובוטי Pocket Delta משמשים בתעשיות רבות. אולם היתרון המיוחד שלהם הוא בבחירה, ניפוי ומיכון של מיקרו רכיבים בתעשיות השעונים. פיתרון זה מתאים להרכבת כמעט כל הרכיבים בשעונים מכאניים, לדוגמא, ברגים,מסמרות פינים או גלגלי שיניים. אך הPocket Delta משמש גם בתחום הטכנולוגיה הרפואית ובתעשיות האלקטרוניקה והמוליכים למחצה. הרכיבים שיש להניע הם בגודל של 0.5 מ”מ עד 15 מ”מ.
