Alio dévoile un Hexapode Hybride surmontant les limitations clés des systèmes de mouvement conventionnels

Alio Industries affirme que son Hexapode Hybride breveté a été développé par Alio pour répondre aux faiblesses critiques des conceptions d'hexapodes conventionnels hérités, ainsi qu'aux faiblesses des étages série empilés, et pour atteindre une précision, répétabilité et planéité/rectitude d'intégrité élevée au niveau nanométrique pendant le mouvement.

Il utilise une structure de cinématique parallèle tripode pour délivrer le mouvement du plan Z et basculement/inclinaison, intégrée avec une structure de cinématique sérielle monolithique pour le mouvement XY.

Un étage rotatif intégré au sommet du tripode (ou en dessous, selon les besoins d'application) fournit une rotation Theta Z continue à 360 degrés.

Dans ce design hybride, les axes individuels peuvent être personnalisés pour fournir des plages de course de millimètres à plus d'un mètre, tout en maintenant des niveaux de précision nanométriques.

Cependant, Bill Hennessey, PDG d'Alio Industries, ne semble pas satisfait. « Je pense que peut-être l'utilisation des mots précision et exactitude par les entreprises travaillant dans le secteur du contrôle de mouvement devrait être interdite.

« Ce sont des mots sans signification à moins d'être qualifiés, et même quand qualifiés, peuvent encore ne rien signifier. Je vois des entreprises affirmer « haute précision », « meilleure exactitude possible », « ultra précision ».

« Qu'est-ce que ces phrases signifient pour un utilisateur final ? Quelle est leur utilité ? Sont-elles juste du marketing, ou ont-elles une valeur dans l'industrie ?

« Rien, pas du tout, et non je dirais. Chez Alio, nous parlons de répétabilité, exactitude et précision au niveau nanométrique ce qui signifie réellement quelque chose, et en tant que tel l'utilisation de nos solutions de contrôle de mouvement dans l'industrie croît exponentiellement. »

La source de l'inquiétude de Hennessey est qu'il a positionné Alio Industries comme « le seul fournisseur mondial de vraies solutions de contrôle de mouvement au niveau nanométrique », et avec l'Hexapode Hybride, par exemple, a développé une technologie qui exhibe une telle Vraie Nano Précision que les standards de validation industriels existants sont inutiles, et un ensemble de nouveaux standards basés sur la méthodologie Point Precision d'Alio est en développement par le NIST.

Hennessey continue : « Vous voyez, quand on discute précision et exactitude, en matière de contrôle de mouvement il y a trop de variables qui ne sont pas pleinement comprises par les clients, et que les fournisseurs de technologie sont pleinement conscients et évitent dans leur marketing et communications, en utilisant des données qui flattent pour tromper, ou trompent complètement. »

« À bien des égards, l'extrémité la plus précise du marché du contrôle de mouvement est un endroit assez confus, car le petit nombre de fournisseurs de systèmes de mouvement extrêmement précis tendent à utiliser des façons non-consistentes et souvent illusoires de décrire les niveaux de précision qu'ils peuvent atteindre.

« Alio a toujours travaillé dans le domaine du contrôle de mouvement au niveau nanométrique, et en tant que tel a une perspective unique sur ce qui fonctionne vraiment quand on cherche ce niveau de précision.

« À cause de cela, et avec l'Hexapode Hybride très au centre, nous nous sommes concentrés sur l'éducation de la base client pour naviguer les solutions alternatives, et leur donner les outils pour interroger les fournisseurs de solutions de telle façon qu'ils puissent sécuriser une technologie de contrôle de mouvement adaptée à leurs applications spécifiques.

« L'Hexapode Hybride a été un changeur de jeu pour permettre de nouveaux processus novateurs. »

Alio Industries croit que toute revendication de précision ou exactitude doit être d'abord significative, et ensuite prouvable.

Quand on regarde des solutions de contrôle de mouvement telles que l'Hexapode Hybride, c'est vital, car en commun avec tous les hexapodes c'est une technologie de contrôle de mouvement qui opère avec 6 degrés de liberté (DDL), et opère dans l'espace 3-dimensionnel. À cause de cela la conversation doit se déplacer vers la précision volumétrique.

Malgré cela, tous les fournisseurs de solutions de contrôle de mouvement 6-DDL sont caractérisés par des données de performance d'un seul degré de liberté.

Cette pratique laisse des sources d'erreur non comptabilisées dans plusieurs degrés de liberté, surtout dans les domaines de la planéité et rectitude, qui sont des besoins critiques de précision au niveau nanométrique.

La meilleure planéité et rectitude de déplacement de l'hexapode traditionnel n'est encore pas plus précise que dans l'ordre de grandeur de dizaines de microns par axe.

Parce que les hexapodes ont six liens indépendamment contrôlés joints ensemble déplaçant une plateforme commune, l'erreur de mouvement de la plateforme sera une fonction des erreurs de tous les liens et joints.

Les hexapodes sont connus pour avoir une exactitude et répétabilité optimales lors de mouvements sur l'axe Z, parce que tous les liens effectuent le même mouvement au même angle de lien relatif.

Cependant, quand tout autre mouvement X, Y, tangage, lacet ou roulis est commandé, l'exactitude et la performance de chemin géométrique de l'hexapode se dégradent substantiellement parce que tous les liens effectuent des mouvements différents.

Il est généralement admis que les hexapodes ont une rigidité relativement bonne comparée aux systèmes multi-axes série empilés.

Cependant, c'est souvent seulement la rigidité « Z » (verticale) de l'hexapode qui est considérée.

La rigidité de conception géométrique a un impact critique sur la répétabilité et la rigidité de la plateforme de l'hexapode.

Un manque de rigidité de conception se rapporte directement à une faible rigidité du plan XY avec la plateforme de travail de l'hexapode conventionnel.

De plus, ce défaut de conception inhérent de l'hexapode conventionnel affecte négativement la performance des axes XY, surtout avec les applications de liaison thermique ou d'usinage qui requièrent plus de force pour être effectuées avec précision dans le plan XY.

Hennessey continue, « Les fournisseurs d'hexapodes traditionnels sont conscients de ces problèmes, mais au lieu de les confronter, masquent les inefficacités inhérentes au système en jetant des revendications de précision sans signification sur la situation ou en n'attirant pas l'attention sur elles du tout.

« L'un par exemple fait des revendications d'exactitude qui semblent vraiment bonnes, mais sont en fait impossibles à atteindre sur n'importe quelle architecture à 6 liens, et surtout seraient totalement hors de portée de n'importe quel client.

« La raison en est que les specs de précision qu'ils citent ne s'appliquent qu'aux mouvements mono-axe depuis la position par défaut centre / mi-course. Qui achèterait jamais un hexapode 6 DDL pour ne l'utiliser qu'un axe à la fois à son centre de déplacement ?

« L'exactitude en se déplaçant vers différentes positions et angles doit se dégrader probablement par multiples de 5x à 10x. »

L'Hexapode Hybride représente un bond quantique en avant dans le contrôle de mouvement, et pour la première fois fournit la capacité d'atteindre une précision nano répétable, stimulant l'innovation et promouvant l'efficacité de fabrication précédemment considérée impossible.

Il redéfinit le domaine du contrôle de mouvement de précision, et le livre de règles doit être réécrit pour l'accueillir et le positionner correctement contre les alternatives industrielles.

Le niveau de précision atteignable avec l'Hexapode Hybride rend les revendications industrielles vagues et illusoires de précision micron et sous-micron redondantes, et a forcé l'industrie à se déplacer vers le concept de Précision de Point.

La Précision de Point inclut tous les 6 DDL d'erreurs de chaque axe en mouvement, garantissant le point de précision dans l'enveloppe de travail complète, et permet de citer un « nombre de précision » basé sur un point exact sur le mur (comme si vous utilisiez un pointeur laser) alors que le standard d'aujourd'hui ne donne que la mesure au mur comme si on utilisait un projecteur.

En tant que signifiant d'exactitude et précision aujourd'hui, la Précision de Point est vraiment un must pour de nombreuses applications du traitement laser à la métrologie.