7 Gradi di Libertà con 6 motori

Le radiazioni gamma distruggono quasi tutti i dispositivi elettronici. Le radiazioni ionizzanti non solo limitano la durata della microelettronica, ma disgregano anche i materiali organici che vengono tipicamente utilizzati per l'isolamento e la lubrificazione. Per i sistemi di allineamento di componenti ottici in un ambiente così ostile PI ha progettato, costruito e qualificato una macchina a cinematica parallela a sei gradi di libertà (DOF) in sole 30 settimane. Oltre alla durezza dei raggi gamma che ha richiesto opportuni sforzi di progettazione, il carico utile di 250 kg e gli stretti vincoli di spazio hanno accresciuto la complessità tecnica del sistema.

Oltre a tre gradi di libertà rotazionali e ai tre lineari con un range di ±2 /±2 mm, l'applicazione richiedeva un "settimo grado di libertà" con una corsa di 550 mm. Per soddisfare questo requisito, abbiamo approfittato della modularità del concept dello SpaceFAB: Con pochi accorgimenti è stato possibile aumentare il raggio d'azione nella direzione desiderata implementando tre stage a lunga corsa.

Grazie alle lunghe corse, alla capacità di carico di 100 kg e alla straordinaria affidabilità, gli stages lineari LS 180 di PI rappresentano i componenti ideali per questa soluzione a cinematica parallela personalizzata. Gli assi lineari LS 180 sono la scelta giusta anche in queste condizioni ambientali estreme che proibiscono l'uso di qualsiasi encoder. Grazie alla loro elevata precisione intrinseca, gli stage LS 180 raggiungono facilmente la precisione richiesta in modalità open loop. Tutto ciò è realizzato grazie all'uso di motori passo-passo di alta qualità e di riduttori a vite senza fine con gioco ridotto in combinazione con guide di precisione e azionamenti con viti a ricircolo di sfere. Invece dei limit switch ottici, che verrebbero distrutti dalle radiazioni dopo poco tempo, sono stati implementati dei finecorsa meccanici. Non solo gli stages lineari, ma anche tutti gli altri componenti sono stati progettati con molta attenzione. Il design delle gambe, che comprende i giunti superiori e inferiori, combina un'elevata rigidità e un movimento fluido mantenendo sempre in primo piano la funzionalità e l'affidabilità. È evidente che la piastra superiore personalizzata rappresenta l'interfaccia meccanica perfetta per il carico utile del cliente.

A causa delle radiazioni ionizzanti, qualsiasi procedura di riparazione può avvenire solo dopo diversi mesi di decadimento. Pertanto, qualsiasi malfunzionamento significativo del sistema di posizionamento può portare a un lungo tempo di inattività presso la sede del cliente. Nel caso in cui un componente debba essere sostituito, il design permette un eccellente accesso a motori, riduttori e interruttori, ma non riteniamo che questo sia mai necessario.