Alio presenta Hybrid Hexapod que supera limitaciones clave de sistemas de movimiento convencionales

Alio Industries dice que su Hybrid Hexapod patentado fue desarrollado por Alio para abordar las debilidades críticas de diseños heredados de hexápodo convencionales, así como las debilidades de etapas seriales apiladas, y para lograr precisión, repetibilidad a nivel de nanómetro, y alta integridad de planicidad y rectitud durante el movimiento.

Utiliza una estructura de cinemática paralela de trípode para entregar movimiento en plano Z y punta/inclinación, integrado con una estructura de cinemática serial monolítica para movimiento XY.

Una etapa rotativa integrada en la parte superior del trípode (o debajo, dependiendo de necesidades de aplicación) proporciona rotación continua Theta Z de 360 grados.

En este diseño híbrido, ejes individuales pueden personalizarse para proporcionar rangos de recorrido de milímetros a más de un metro, manteniendo niveles de precisión de nanómetro.

Sin embargo, Bill Hennessey, CEO de Alio Industries no parece contento. «Creo que tal vez el uso de las palabras precisión y exactitud por empresas que trabajan en el sector de control de movimiento debería ser prohibido.

«Son palabras sin sentido a menos que estén calificadas, e incluso cuando están calificadas, aún pueden no significar nada. Veo empresas afirmando, 'alta precisión', 'mejor exactitud posible', 'ultra precisión'.

«¿Qué significan estas frases para un usuario final? ¿Qué tan útiles son? ¿Son solo jerga de marketing, o tienen moneda en la industria?

«Nada, en absoluto, y no diría yo. En Alio hablamos de repetibilidad, exactitud y precisión a nivel de nanómetro que realmente significa algo, y como tal el uso de nuestras soluciones de control de movimiento en la industria crece exponencialmente».

La fuente de la inquietud de Hennessey es que ha posicionado a Alio Industries como «el único proveedor mundial de soluciones de control de movimiento de verdadero nivel de nanómetro», y con el Hybrid Hexapod, por ejemplo, ha desarrollado una tecnología que exhibe tal True Nano Precision que los estándares de validación de la industria existentes son inútiles, y un conjunto de nuevos estándares basados en la metodología Point Precision de Alio está siendo desarrollado por NIST.

Hennessey continúa: «Ves, cuando se discute precisión y exactitud, cuando se trata de control de movimiento hay demasiadas variables que no son completamente entendidas por clientes, y que los proveedores de tecnología son plenamente conscientes y evitan en su marketing y comunicaciones, usando datos que halagan para engañar, o engañan completamente».

«En muchos sentidos, el extremo más preciso del mercado de control de movimiento es un lugar bastante confuso, ya que el puñado de proveedores de sistemas de movimiento extremadamente precisos tienden a usar formas no consistentes y a menudo ilusorias de describir los niveles de precisión que pueden alcanzar.

«Alio siempre ha trabajado en el área de control de movimiento a nivel de nanómetro, y como tal tiene una perspectiva única sobre lo que realmente funciona cuando se busca este nivel de precisión.

«Debido a esto, y con el Hybrid Hexapod muy mucho al frente y centro, nos hemos enfocado en educar la base de clientes para navegar soluciones alternativas, y darles las herramientas para interrogar proveedores de soluciones de tal manera que puedan asegurar una tecnología de control de movimiento adecuada a sus aplicaciones específicas.

«El Hybrid Hexapod había sido un game changer para habilitar procesos nuevos y novedosos».

Alio Industries cree que cualquier afirmación de precisión o exactitud debe ser primero significativa, y segundo comprobable.

Al buscar soluciones de control de movimiento como el Hybrid Hexapod, esto es vital, ya que en común con todos los hexápodos es una tecnología de control de movimiento que opera con 6 grados de libertad (DOF), y opera en espacio 3-dimensional. Debido a esto la conversación necesita moverse hacia exactitud volumétrica.

A pesar de esto, todos los proveedores de soluciones de control de movimiento de 6-DOF se caracterizan por datos de rendimiento de un solo grado de libertad.

Esta práctica deja fuentes de error sin contabilizar en varios grados de libertad, especialmente en las áreas de planicidad y rectitud, que son necesidades críticas de precisión a nivel de nanómetro.

La mejor planicidad y rectitud de recorrido del hexápodo tradicional todavía no es más precisa que en el orden de magnitud de decenas de micras por eje.

Debido a que los hexápodos tienen seis enlaces controlados independientemente unidos moviendo una plataforma común, el error de movimiento de la plataforma será una función de los errores de todos los enlaces y uniones.

Se sabe que los hexápodos tienen exactitud y repetibilidad óptimas cuando realizan movimientos en eje Z, porque todos los enlaces realizan el mismo movimiento al mismo ángulo de enlace relativo.

Sin embargo, cuando cualquier otro movimiento X, Y, pitch, yaw o roll es comandado, la exactitud y el rendimiento geométrico de camino del hexápodo se degrada sustancialmente porque todos los enlaces están realizando movimientos diferentes.

Se acepta generalmente que los hexápodos tienen rigidez relativamente buena comparada a sistemas multi-eje seriales apilados.

Sin embargo, a menudo solo se considera la rigidez «Z» (vertical) del hexápodo.

La rigidez de diseño geométrico tiene un impacto crítico en la repetibilidad y rigidez de la plataforma del hexápodo.

Una falta de rigidez de diseño se relaciona directamente con una rigidez débil del plano XY con la plataforma de trabajo del hexápodo convencional.

Además, este defecto de diseño inherente del hexápodo convencional afecta negativamente el rendimiento del eje XY, especialmente con aplicaciones de unión térmica o mecanizado que requieren más fuerza para ser realizadas con precisión dentro del plano XY.

Hennessey continúa, «Los proveedores de hexápodos tradicionales son conscientes de estos problemas, pero en lugar de confrontarlos, enmascaran las ineficiencias inherentes en el sistema lanzando afirmaciones de precisión sin sentido a la situación o no llamando la atención sobre ellas en absoluto.

«Uno por ejemplo hace afirmaciones de exactitud que parecen muy buenas, pero son de hecho imposibles de lograr en cualquier arquitectura de 6 enlaces, y sobre todo estarían totalmente fuera de alcance de cualquier cliente.

«La razón para esto es que las especificaciones de precisión que citan solo aplican a movimientos de eje único desde la posición central / medio recorrido por defecto. ¿Quién compraría un hexápodo 6 DOF para usarlo solo un eje a la vez en su centro de recorrido?

«La exactitud al moverse a diferentes posiciones y ángulos tiene que degradarse probablemente por múltiplos de 5x a 10x».

El Hybrid Hexapod representa un salto cuántico adelante en control de movimiento, y por primera vez proporciona la capacidad de lograr precisión repetible a nivel nano, estimulando innovación y promoviendo eficiencia de manufactura previamente considerada imposible.

Está redefiniendo el área de control de movimiento de precisión, y el libro de reglas está teniendo que ser reescrito para acomodarlo y posicionarlo correctamente contra alternativas de la industria.

El nivel de precisión alcanzable con el Hybrid Hexapod hace redundantes las afirmaciones vagas e ilusorias de la industria de precisión de micra y sub-micra, y ha forzado a la industria a moverse hacia el concepto de Point Precision.

Point Precision incluye todos los 6 DOF de errores de cada eje en movimiento, garantizando el punto de precisión en el envolvente de trabajo completo, y permite citar un «número de precisión» basado en un punto exacto en la pared (como si usara un puntero láser) mientras que el estándar de hoy solo da la medición a la pared como si usara un foco de luz.

Como significador de exactitud y precisión hoy, Point Precision verdaderamente es un must para muchas aplicaciones desde procesamiento láser hasta metrología.