التكوين النموذجي لتصميم نظام الحركة

تعتبر الحركة الخطية أساسية للعديد من آلات الحركة ، ويمكن للطبيعة المباشرة للمحركات الخطية تبسيط تصميم الماكينة الكلية في هذه التطبيقات. تشمل الفوائد الأخرى تصلبًا محسّنًا ، لأن المحركات الخطية ثابتة مباشرة إلى الحمل.

قد يبدو دمج هذه المحركات (والمكونات الطرفية التي تتطلبها) شاقة ، ولكن يمكن تقسيم العملية إلى خمس خطوات بسيطة. يتيح اتباع هذه العملية خطوة بخطوة إلى جني فوائد الحركية الخطي دون جهد أو تعقيد.

1.

الخطوة الأولى هي تحديد المحرك الخطي من الأنواع المتاحة.

المحركات الأساسية للحديد: تعد المحركات ذات النواة الحديدية الأكثر شيوعًا ، ومناسبة لتطبيقات الأتمتة العامة. يشير النواة الحديدية إلى بناء لفائف هذا المحرك ، والذي يتكون من تصفيح النواة الحديدية. يتكون التكوين النموذجي من مسار مغناطيس ثابت واحد وملف محرك متحرك أو مطلع. يزيد النواة الحديدية من قوة الدفع المولدة ، ويخلق قوة جذب مغناطيسية بين الملف والمغناطيس.

يمكن استخدام قوة الجذب المغناطيسية هذه لزيادة صلابة نظام التوجيه الخطي بشكل فعال عن طريق التحميل المسبق لمحامل الحركة الخطية. يمكن أن يؤدي التحميل المسبق المغناطيسي أيضًا إلى زيادة استجابة تردد النظام عن طريق تحسين التباطؤ والتسوية.

من ناحية أخرى ، يجب دعم قوة الجذب بشكل صحيح من خلال زيادة سعة التحميل من الأعضاء الداعمين والمحامل الخطية. قد يؤدي هذا إلى تدهور حرية التصميم الميكانيكي للماكينة.

يتكون التكوين الثاني من الحمل الخطي من الحديد من زوج من مسارات المغناطيس الثابتة الموضوعة على جانبي الملف المتحرك. هذا البناء الحاصل على براءة اختراع ينفي آثار الجذب المغناطيسي مع تقديم أعلى قوة لكل منطقة مستعرضة. يقلل التصميم المتوازن الحمل ، مما يسمح باستخدام محامل الحركة الخطية الأصغر وتقليل ضوضاء تحمل.

MotionSystemDesign Com Motors Drives 0111 Advantagesirless Motors: محركات الخطية بدون الحديد موجودة أيضًا ؛ هذه المحركات ليس لها مكواة في ملفاتها ، لذلك لا يوجد جاذبية بين أعضاء المحرك.

النوع الأكثر شيوعًا من الحديد هو قناة U: يتم ربط مسارين مغناطيسيان لتشكيل قناة يتحرك فيها لفائف المحرك (أو Forcer). هذا المحرك مثالي للتطبيقات التي تتطلب تموج سرعة منخفضة وتسارع عالٍ. إن قوة التثبيت الصفرية والطبيعة التي تتغلب على الصفر للبناء بدون الحديد تقلل من تموج عزم الدوران ؛ يتم زيادة التسارع لأن الملف خفيف الوزن نسبيًا.

التكوين الثاني غير الحديد في شكل أسطوانة. يتم تكديس المغناطيس داخل أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ ، ويتحرك ملف المحرك حول الأسطوانة. هذا التكوين مناسب عند استبدال الكرات ، لأنه ينتج سرعات أعلى بكثير ودقة تحديد المواقع في نفس الظرف تقريبًا.

تحجيم الملف وطول المسار

بغض النظر عن التكوين ، يجب أن تكون جميع ملفات الحركية الخطية بحجم متطلبات التطبيق: التحميل التطبيقي ، ملف تعريف التحرك المستهدف ، دورة العمل ، الدقة ، الدقة ، حياة الخدمة ، وبيئة التشغيل. نصيحة: قم بتجنيد الدعم الفني من الشركات المصنعة للحركية الخطي وبرامج التحجيم (التي تكون مجانية غالبًا) لتحديد أفضل نوع محرك وحجم لتطبيق معين.

يتم تقديم أقسام مسار المغناطيس في عدة أطوال ويمكن تكديسها من طرف إلى طرف لتحقيق طول السفر المستهدف ، مع إجمالي طول المغناطيس غير محدود تقريبًا. لتبسيط التصميم وتقليل التكاليف ، من الأفضل استخدام أقسام مسار المغناطيس أطول طول متوفرة من الشركة المصنعة.

2. اتخاذ قرار بشأن المشفر

الخطوة الثانية عند تصميم نظام محرك خطي هي اختيار المشفر الخطي. الأكثر شيوعًا هي الترميز الخطي الإضافي مع أجهزة استشعار رأس القراءة البصرية أو المغناطيسية. حدد تشفيرًا مع الدقة والدقة المطلوبة للتطبيق ، وتناسب بيئة الماكينة.

عادةً ما يتم إرسال ملاحظات التشفير إلى مضخم المؤازرة عبر إما عن تمثيلي الجيوب الأنفية أو قطار النبض الرقمي. هناك خيار آخر هو ردود الفعل العالية للتشفير التسلسلي-توفير معدلات بيانات أعلى ، دقة أعلى بت ، مناعة ضوضاء أكبر ، أطوال الكابلات الأطول ومعلومات الإنذار الشاملة.

الاتصالات التسلسلية تربط بطريقتين.

من الممكن التواصل المباشر بين مكبر الصوت والتشفير مع برامج الترميز التي تتميز بروتوكول تشفير متسلسل متوافق مع مكبر الصوت.

عندما لا يكون للتشفير أي إخراج تسلسلي (أو حيث يكون بروتوكول الإخراج التسلسلي غير متوافق مع مكبر للصوت) يمكن استخدام وحدة المحول التسلسلي. في هذه الحالة ، تقبل الوحدة إشارة تمثيلية من التشفير إلى جانب إشارة مستشعر القاعة ، تقسم الإشارة التناظرية ، وتنقل بيانات الإشارة هذه بشكل تسلسلي إلى مضخم الصمامات. يتم استخدام بيانات مستشعر Hall في PowerUp ولتحقق من ملاحظات التشفير.

تقدم العديد من الشركات المصنعة للتشفير الخطي الآن ترميزات خطية مطلقة تدعم مجموعة متنوعة من بروتوكولات الاتصال التسلسلي ، بما في ذلك بروتوكولات الملكية من مصنعي مضخم الطرف الثالث.

3. اختر مكبر الصوت

الخطوة الثالثة في عملية التصميم هي اختيار مكبر الصوت المؤازرة. يجب أن يكون مكبر الصوت بشكل صحيح بناءً على المحرك.

المكونات والتشغيل هي ميزة لا يمكن تقديمها إلا من قبل الموردين الذين يصنعون كل من المحامين ومكبرات الصوت. يوفر بعض الموردين التوصيل والتشغيل لتقليل وقت بدء التشغيل وضمان التكوين المناسب.

تتميز بعض مكبرات الصوت المؤازرة بالتعرف التلقائي على المحرك ووضع أقل ضبطًا ، مما يلغي الحاجة إلى ضبط نظام المؤازرة. مع هذا البرنامج ، يتم تحميل مواصفات المحرك (بما في ذلك خصائص الحمل الزائد) تلقائيًا إلى مضخم الصمامات من المحرك في Powerup. هذا يزيل خطأ المستخدم المحتمل عند إدخال مواصفات المحرك ، مما يؤدي فعليًا إلى التخلص من مخاطر الهاربين المحركين والأخطاء التي تدور حولها.

4. حدد أعضاء الدعم والمحامل

تتقدم خطوتي التصميم النهائية جنبًا إلى جنب لإكمال تصميم نظام المحرك الخطي: الخطوة الرابعة هي تحديد نظام تحمل الحركة الخطي ، والخامس هو تصميم أعضاء الدعم.

هناك نوعان من المحاذاة المهمة في معظم مجموعات المحركات الخطية: مسافة فجوة المحرك إلى المغناطيس بين الملف ومسار المغناطيس ، ومسافة الفجوة بين رأس القراءة المشفر والمقياس الخطي. يتم القضاء على المعيار الأخير عند اختيار تشفير خطي مغلق.

نصائح:

يجب أن توفر محامل الحركة الخطية دقة كافية لتلبية تحمل الفجوة ، في حين يجب تصميم أعضاء الدعم لتصميم المكونات بشكل صحيح وتلبية متطلبات التوازي للمحامل الخطية والتشفير.

بمجرد استيفاء هذه المعايير ، يعتمد اختيار وتصميم المحامل والأعضاء الداعمين في النهاية على متطلبات أداء الجهاز. تحتاج التطبيقات التي تتطلب دقة ودقة عالية إلى تشفير عالية الدقة ودقة عالية ، بالإضافة إلى محامل خطية عالية الدقة.

عند تحجيم هذه المحامل ، حساب الحمولة والقوى الجذابة المغناطيسية المرتبطة بالمحركات الخطية ذات النواة الحديدية. في كثير من الحالات ، يمكن للأعضاء الداعمين للمحامل الخطية ومسارات المغناطيس جزءًا لا يتجزأ من إطار الماكينة.