อะไรคือข้อควรพิจารณาหลักในการรวม VCM เข้ากับระบบควบคุมการเคลื่อนที่แบบหลายแกนขนาดใหญ่
ในขณะที่ Voice Coil Motor (VCM) มักจะทำงานเป็นแอคทูเอเตอร์เชิงเส้นหรือแบบหมุนแบบสแตนด์อโลน คุณสมบัติประสิทธิภาพที่เหนือกว่าทำให้เป็นส่วนประกอบที่ยอดเยี่ยมสำหรับการรวมเข้ากับระบบควบคุมการเคลื่อนที่ขนาดใหญ่ หลายแกน และซับซ้อน แอปพลิเคชันเช่นแพลตฟอร์มการคัดแยกความเร็วสูง โต๊ะตัดด้วยเลเซอร์ และอุปกรณ์ตรวจสอบสารกึ่งตัวนำอาศัยการรวม VCM เข้ากับมอเตอร์แบบดั้งเดิม (เช่น มอเตอร์เชิงเส้นหรือเซอร์โวมอเตอร์แบบหมุน) เพื่อใช้ประโยชน์จากจุดแข็งเฉพาะของ VCM คำถามสำคัญสำหรับผู้รวมระบบคือ: อะไรคือข้อควรพิจารณาทางกล ไฟฟ้า และการควบคุมที่จำเป็นในการรวม VCM เข้ากับสภาพแวดล้อมการเคลื่อนที่แบบหลายแกนที่ซับซ้อนให้สำเร็จ
การใช้ประโยชน์จากความแม่นยำของ VCM ภายในระบบขนาดใหญ่ให้สำเร็จต้องมีการวางแผนอย่างพิถีพิถันโดยเน้นที่เสถียรภาพ ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และลำดับชั้นการควบคุม
ความแม่นยำของ VCM นั้นดีพอๆ กับแพลตฟอร์มที่ติดตั้งอยู่ เนื่องจาก VCM มีความแข็งเกือบไม่มีที่สิ้นสุดและการเร่งความเร็วที่สูงมาก จึงขยายจุดอ่อนโครงสร้างใดๆ ในระบบโฮสต์ โครงสร้างการติดตั้งจะต้องได้รับการออกแบบให้แข็งเป็นพิเศษด้วยความถี่ธรรมชาติที่สูงกว่าแบนด์วิดท์การทำงานของ VCM เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือนที่ทำลายและรักษาความแม่นยำ สิ่งนี้มักจะจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีการหน่วงสูง เช่น หินแกรนิตหรือโครงสร้างคอมโพสิตพิเศษ นอกจากนี้ แพลตฟอร์มโหลดยังคงต้องการคำแนะนำ ความแม่นยำของ VCM นั้นเข้ากันได้ดีที่สุดกับระบบนำทางที่มีความแม่นยำสูง เช่น แบริ่งลม หรือแบริ่งเชิงเส้นแบบลูกกลิ้งข้ามคุณภาพสูง รางนำเชิงเส้นที่เลือกไม่ดีหรือสึกหรอจะทำให้เกิดแรงเสียดทานและฮิสเทอรีซิส ซึ่งจะทำให้ประโยชน์โดยธรรมชาติของ VCM หมดไปในทันที
VCM เป็นอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและรุนแรง สิ่งนี้ต้องให้ความสนใจกับสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและแม่เหล็กอย่างระมัดระวัง แม่เหล็กถาวรของ VCM และกระแสในขดลวดสร้างสนามแม่เหล็กเฉพาะที่ ในระบบที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน (เช่น กล้องความละเอียดสูง ตัวเข้ารหัส หรือเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้) จะต้องใช้การป้องกันแม่เหล็ก เพื่อป้องกันการรบกวนที่อาจทำให้ข้อมูลตำแหน่งหรือการทำงานของส่วนประกอบเสียหาย VCM ต้องใช้เครื่องขยายกระแสไฟฟ้าเชิงเส้น (เซอร์โวไดรฟ์) เพื่อส่งมอบพลังงานที่ราบรื่นและมีแบนด์วิดท์สูง ไดรฟ์จะต้องตรงกับลักษณะทางไฟฟ้าของ VCM อย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุมกระแสไฟฟ้าที่ดีที่สุดและป้องกันไม่ให้เกิดสัญญาณรบกวนความถี่สูงเข้าสู่ระบบ ความเร็วสูงของ VCM’s ต้องการตัวควบคุมเซอร์โวที่มีอัตราการอัปเดตลูปสูงมาก โดยมักจะรันลูปควบคุมที่ 10 kHz หรือสูงกว่า
ในระบบหลายแกน VCM มักได้รับมอบหมายให้ทำการเคลื่อนที่แบบปรับแต่งอย่างละเอียดและมีแบนด์วิดท์สูง ในขณะที่มอเตอร์ขนาดใหญ่และมีความแม่นยำน้อยกว่าจะจัดการกับการวางตำแหน่งโดยรวม โดยทั่วไป VCM จะถูกติดตั้งบนสเตจที่ใหญ่กว่าในรูปแบบอนุกรม สเตจขนาดใหญ่จะทำการเคลื่อนที่ระยะยาวที่มีความแม่นยำต่ำ และ VCM จะทำการแก้ไขขั้นสุดท้าย ความแม่นยำสูง และความเร็วสูง สิ่งนี้เรียกว่าการกำหนดค่า 'stage-on-stage' และเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุทั้งระยะไกลและความแม่นยำสูง
ตัวควบคุมระบบโดยรวมต้องจัดการกับความเร็วและความแม่นยำที่แตกต่างกันสองแบบพร้อมกัน ลูปตำแหน่งของ VCM ทำงานที่ความถี่ที่สูงกว่ามาก (การแก้ไขอย่างรวดเร็วและละเอียด) กว่าลูปสเตจหลัก (การวางตำแหน่งโดยรวมที่ช้า) การรวมที่ประสบความสำเร็จต้องใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมเพื่อแยก ลูปเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันไม่ให้ VCM ต่อสู้กับการเคลื่อนที่ของสเตจที่ใหญ่กว่า ความซับซ้อนในระดับซอฟต์แวร์นี้เป็นสิ่งจำเป็นในการเพิ่มประโยชน์สูงสุดของความเร็วของ VCM โดยไม่กระทบต่อเสถียรภาพของระบบโดยรวม
โดยสรุป การรวม VCM เข้ากับระบบหลายแกนเป็นงานวิศวกรรมที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้วิธีการออกแบบแบบองค์รวม ต้องเน้นที่การรักษาความแข็งแกร่งทางกลที่สูงมาก การจัดการสนามแม่เหล็กไฟฟ้า และการใช้ระบบควบคุมแบบลำดับชั้นพร้อมลูปเซอร์โวแบนด์วิดท์สูง เมื่อดำเนินการอย่างถูกต้อง VCM จะกลายเป็นจุดสิ้นสุดที่มีแบนด์วิดท์สูงที่แน่นอน ทำให้เครื่องจักรทั้งหมดสามารถบรรลุระดับความเร็วและความแม่นยำขั้นสุดท้ายและสำคัญ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะทำได้ด้วยแอคทูเอเตอร์ที่ไม่ตอบสนองน้อยกว่า