Mecatrónica de precisión: ajuste, mesas y metrología

Los sistemas ópticos complejos se ajustan a mano y por experiencia

Qué ocurre. Un sistema con muchos espejos, lentes y soportes tiene muchos tornillos de ajuste que se influyen entre sí. Un técnico experto los gira uno a uno y mide, hasta que la imagen es buena. Cuando esa persona no está, el ajuste lleva días.

Qué cuesta. Mucho tiempo de montaje, desecho de componentes caros que no se consiguen llevar a tolerancia y dependencia de unas pocas personas con experiencia.

Por qué la solución habitual no funciona. Poner la secuencia por escrito sirve solo para las unidades que se comportan como la anterior. Un procedimiento fijo para cada ajuste ignora que cada montaje es ligeramente distinto.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de los registros de ajuste, de los datos medidos del frente de onda o de la imagen y del diseño óptico compruebo si un modelo podría sugerir los siguientes pasos de ajuste. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice si la calibración basada en modelos es realista para su sistema y qué datos necesita.

Más información: Sustituir tablas de parámetros ajustadas a mano por un modelo

Mesas de posicionamiento: los modelos dinámicos y las trayectorias limitan la velocidad y la precisión

Qué ocurre. Una mesa lleva una muestra o una herramienta a un punto y la mantiene quieta dentro de una tolerancia minúscula. Cuanto más rápido se mueve, más vibra. Los operadores ralentizan el movimiento para esperar a que se asiente.

Qué cuesta. Rendimiento perdido en tiempos de asentamiento y precisión perdida donde la mesa entra en resonancia. Los constructores de máquinas lo compensan con trayectorias lentas y hardware de amortiguación adicional.

Por qué la solución habitual no funciona. Ajustar a mano el regulador estándar da una buena respuesta para una carga y una trayectoria. Los filtros de muesca sirven para una resonancia, no para una mesa cuya dinámica cambia con la posición.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de respuestas a escalón, mediciones de frecuencia y registros de movimiento identifico la dinámica de la mesa y compruebo cuánto más rápidos podrían ser una trayectoria planificada y un regulador basado en modelos. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice qué ganancia es realista.

Más información: Trayectorias óptimas y planes de valores de consigna

El movimiento en metrología y semiconductores exige una regulación más estricta a mayor velocidad

Qué ocurre. Los sistemas de movimiento de las máquinas de metrología y de semiconductores transportan obleas y ópticas que deben colocarse con una precisión extrema, una y otra vez, a una velocidad cada vez mayor. Las fuerzas de reacción hacen vibrar el bastidor y perturban el siguiente movimiento.

Qué cuesta. Cada tolerancia más estricta y cada oblea adicional por hora tiene que salir de la regulación. El coste es rendimiento perdido y, cuando las perturbaciones no se entienden, mediciones en las que no se puede confiar.

Por qué la solución habitual no funciona. Desacoplar los ejes a mano y añadir rigidez llega a un límite: más masa hace la máquina más lenta. Un regulador estándar trata cada eje por separado y no puede aprovechar lo que se sabe del acoplamiento.

Cómo lo comprueba un diagnóstico remoto a precio fijo. A partir de registros de los ejes, aceleraciones del bastidor y la disposición de la máquina compruebo qué parte de la perturbación es predecible y cómo un regulador basado en modelos podría aprovecharlo. El diagnóstico remoto a precio fijo le dice si la ganancia justifica un nuevo diseño de la regulación.

Más información: Regulación de precisión para robots y máquinas herramienta