Design & prototyping

In het snel veranderende technologische landschap van vandaag zijn aandrijf- en positioneeroplossingen cruciaal voor industrieën zoals robotica, productie, automatisering, lucht- en ruimtevaart intra logistiek en medische apparatuur. Met deze oplossingen kunnen machines taken met hoge precisie, betrouwbaarheid en snelheid uitvoeren. Het ontwerpen en prototypen van aandrijfoplossingen is echter een complex proces dat een diepgaand begrip van zowel werktuigbouwkunde, elektronica  als softwarebesturing vereist.

Stappen bij het ontwerpen van aandrijfoplossingen

Het proces van het ontwerpen van een aandrijf- of positioneer oplossing omvat doorgaans verschillende fasen die een zorgvuldige planning en analyse vereisen. Hier is een algemene workflow:

2. Kiezen van de juiste motor en sensoren

Na het identificeren van het probleem en het begrijpen van de toepassingsvereisten, is de volgende stap het selecteren van de juiste motoren en sensoren om aan die behoeften te voldoen. Er moet rekening worden gehouden met factoren zoals het benodigde vermogen, de beschikbare voedingsspanning, de vormfactor en het vereiste bewegingsbereik.

• Motoren: De keuze tussen stappenmotoren, servomotoren of gelijkstroommotoren hangt af van de behoefte aan precisie en controle. Servomotoren bieden bijvoorbeeld een hoog koppel en precisie in compacte behuizing, waardoor ze ideaal zijn voor dynamische toepassingen met een nauwkeurige regeling.
• Sensoren: Positiesensoren en feedbackapparaten zorgen ervoor dat het bewegingssysteem werkt zoals verwacht. Encoders geven nauwkeurige informatie over de positie een motor.

4. Simulatie en modellering

Voordat het fysieke systeem wordt geïmplementeerd, spelen simulatie en modellering een cruciale rol bij het voorspellen van hoe het systeem zal presteren. Onze engineers gebruiken simulatieprogramma's voor bewegingsbesturing om het bewegingsgedrag te modelleren en systeemparameters zoals snelheidsprofielen, acceleratie en systeemstabiliteit te optimaliseren. Simulaties helpen klanten om mogelijke problemen in een vroeg stadium op te sporen en de nodige aanpassingen aan het ontwerp aan te brengen.

6. Testen en iteratie

Zodra het prototype is gebouwd, zijn strenge tests essentieel om ervoor te zorgen dat de aandrijfoplossing presteert zoals verwacht. Testen houdt in:

• Nauwkeurigheidstests: Controleren of het systeem voldoet aan de specificaties voor positie, snelheid en acceleratie.
• Stresstests: Ervoor zorgen dat het systeem maximale belastingen, extreme temperaturen of andere zware bedrijfsomstandigheden aankan. Hierbij maken we gebruik van onze klimaatkast.
• Betrouwbaarheidstests: Evaluatie van de prestaties van het systeem op lange termijn en fouttolerantie.

Op basis van de testresultaten moeten onze engineers mogelijk het ontwerp herhalen en aanpassingen maken aan componenten, algoritmen of controllers.

Uitdagingen bij het ontwerpen en prototypen van motion control

Het ontwerpen van een aandrijf- of positioneeroplossing is niet zonder uitdagingen:

• Complexiteit van besturingsalgoritmen: Het ontwikkelen van algoritmen die meerdere assen of complexe bewegingen besturen, kan moeilijk zijn en vereist gespecialiseerde kennis van de regeltechniek.
• Integratie van componenten: Ervoor zorgen dat motoren, sensoren en drives en controllers effectief communiceren is van cruciaal belang voor de systeemprestaties.
• Tijd- en kostenbeperkingen: Aandrijfoplossingen zijn vaak complex en kostbaar om te prototypen. Het vinden van de juiste balans tussen prestaties en kosten kan een uitdaging zijn, vooral voor startups of kleine fabrikanten.

Prototyping is een belangrijke fase, waarin ontwerpers concepten kunnen testen, systemen kunnen verfijnen en op weg kunnen gaan naar volledige productie. Van het selecteren van de juiste motoren en sensoren tot testen en iteratie, elke stap speelt een cruciale rol om ervoor te zorgen dat de uiteindelijke oplossing voldoet aan de specifieke behoeften van de toepassing.