أصبحت المحركات والمحركات الخطية الآن تنافسية من حيث التكلفة مع مسامير الكرة ومحركات الأقراص وتوفر خفة الحركة وعروض النطاق الترددي بشكل واضح لتطبيقات تحديد المواقع المتقدمة. تساعد Micromotors والمحركات الجديدة في أتمتة المهام غير الممكنة من قبل. تحل محركات الأقراص الخطية المباشرة محل الأسطوانات الهوائية التي تسيطر عليها مؤازرة ، وتساهم الموثوقية وإمكانية التحكم فيها ، وخالية من التكلفة والضوضاء وصيانة ضاغطات الهواء.

مدفوعًا بمتطلبات صناعة أشباه الموصلات ، زادت الشركات المصنعة للمحركات الخطي بشكل مطرد من الدقة وانخفاض الأسعار وتطوير أنواع محرك متعددة وتكامل مبسط في معدات الأتمتة. توفر المحركات الخطية الحديثة تسارعًا في ذروة 20 جرام وسرعة 10 أمتار/ثانية ، وتقدم خفة ديناميكية لا مثيل لها ، وتقليل الصيانة ، وضرب وقت التشغيل. لقد تجاوزوا استخدام صناعة أشباه الموصلات المتخصصة لتوفير الأداء المتقدم في مضيفي التطبيقات.

مع عشرة أضعاف السرعة وعمر تشغيل مسامير الكرة ، غالبًا ما تكون تقنية القيادة المباشرة الخطية هي الحل الوحيد للأتمتة المعززة للإنتاجية.

التفوق الديناميكي

يقتصر الأداء الديناميكي لآليات تحديد المواقع التقليدية على مسامير الرصاص ، وقطارات التروس ، ومحركات الحزام ، والقران المرنة ، التي تنتج التباطؤ ورد الفعل والارتداء. وبالمثل ، فإن المحركات الهوائية تعاني من كتلة المكبس والاحتكاك الأسطوانة المكبس ، وكذلك الانضغاطات الجوية ، والتي تنتج تعقيد السيطرة المؤازرة. تمنع المحركات الخطية والمحركات كتلة وقصور الذكر في المواضع التقليدية ، وتحرر من هذه القيود الأساسية ، توفر تصلبًا ديناميكيًا غير متكافئ.

يتيح إنشاء قوة القيادة المباشرة المحركات والمحركات الخطية تحقيق عرض النطاق الترددي للمغلق غير متوفر مع آليات تحديد المواقع البديلة. المحرك والمشغل قادران على الاستفادة الكاملة من وحدات التحكم الحديثة. يتم ضبط وحدات التحكم هذه لتشغيل كسب حلقة عالية ، وتحقيق التحكم الواسع في نطاق النطاق الترددي ، والاستقرار السريع ، والتعافي السريع من الاضطرابات العابرة.

تتفوق المحركات الخطية والمحركات في جعل تحركات مسافة ملليمترات تعمل في منطقة الاحتكاك الثابتة. يقلل الكتلة المنخفضة والحد الأدنى من الاحتكاك الثابت من قوة محرك الأقراص اللازمة لبدء السفر ، وتبسيط مهمة نظام التحكم في منع التجاوز عند التوقف. تتيح هذه السمات محركات محرك الأقراص المباشرة والمحركات لمسح شرائح المجهر ، على سبيل المثال ، ورسم مواقع XY للقطع الأثرية فقط بميليمرات.

يمكن للتطبيقات التي تتطلب حركة متكررة سريعة استغلال عرض النطاق الترددي العالي للمشغل الخطي لمضاعفة إنتاجية الكرات أو محركات الأقراص. الآلات التي تقطيع لفات من المواد إلى الطول (الورق ، البلاستيك ، وحتى الحفاضات) زيادة الإنتاجية عن طريق التشغيل دون إيقاف تدفق المواد. لتقطيع الذبابة ، تقوم هذه الآلات بتسريع شفرة القطع لتزامنها مع تدفق المواد ، والسفر بسرعة المواد إلى موقع القطع ، ثم بدء القطع. بعد القطع ، يتم إرجاع الشفرة إلى نقطة انطلاقها لانتظار دورة القطع المستديرة التالية.

أنواع المحركات الخطية

تتوفر ثلاثة تكوينات محرك خطي أساسي: السرير المسطح ، القناة U ، والمحركات الأنبوبية. كل محرك له فوائد وقيود جوهرية.

تمارس محركات السرير المسطحة ، بينما توفر سفرًا غير محدود وأعلى قوة محرك ، جاذبية مغناطيسية كبيرة وغير مرغوب فيها بين الحمل الذي يحمل المهد ومسار المغناطيس الدائم للمحرك. تتطلب قوة الجذب هذه المحامل التي تدعم الحمل الإضافي.

يحتوي محرك القناة U ، مع قلبه الخالي من الحديد ، على القصور الذاتي منخفض ، وبالتالي أقصى قدر من الرشاقة. ومع ذلك ، فإن الحمل الممتد الذي يحمل لفائف مغناطيسية تنتقل بعمق داخل إطار القناة U ، مما يقيد إزالة الحرارة.

المحركات الخطية الأنبوبية وعرة ، فعالة حرارياً ، وأبسط التثبيت. أنها توفر بدائل إسقاط لمشاكل الكرات والمقالات الهوائية. يتم تغليف مغناطيس المحرك الأنبوبي الدائم في أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ (قضيب الدفع) ، وهو مدعوم من كلا الطرفين. بدون دعم قضيب الدفع الإضافي ، يقتصر السفر على 2 إلى 3 أمتار ، اعتمادًا على قطر قضيب الدفع.

من بين جميع أنواع المحركات الثلاثة ، يتم تجهيز المحركات الأنبوبية بشكل أفضل للاستخدام الصناعي السائد. اكتسبت المحركات الخطية الأنبوبية فوائد عميقة من ابتكار هندسي أساسي. تحل المحركات الخطية لـ Copley Controls محل المشفر الخارجي الخارجي التقليدي بمستشعرات قاعة متكاملة. تمكن الدائرة المغناطيسية الحاصلة على براءة اختراع أجهزة استشعار التأثير القوي من تحقيق تحسن ما يقرب من عشرة أضعاف في الدقة والتكرار.

نظرًا لأن المشفرات الخطية يمكن أن تكلف ما يقرب من المحرك الخطي نفسه ، فإن التخلص منها هو تخفيض كبير في التكاليف. هذا يبسط أيضًا تكامل المحرك الخطي في أنظمة التشغيل الآلي ، حيث لا يوجد تشفير دقيق لدعم ومواءمة. وتشمل الفوائد الأخرى الترجمة ، والاعتمادية ، والتحرر من الحاجة المشفرة للبيئات المحمية.

يمكن تحويل المحركات الخطية الأنبوبية إلى مشغلات خطية قوية ومتعددة الاستخدامات. في تجسد المشغل ، يظل المولد ثابتًا (تم تثبيته إلى إطار الماكينة) ، بينما ينتقل قضيب الدفع في وضع الحمل على احتكاك منخفض ، ومحامل خالية من التشحيم المثبتة داخل الشورق. إلى جانب تفوق مسامير الكرة ومحركات الأقراص على الحزام ، يعد المشغل الخطي بديلاً عالي الأداء لأنظمة تحديد المواقع المؤازمة القابلة للبرمجة.

تُقرض المحركات الخطية الأنبوبية نفسها لتطبيقات مضاعفة الإنتاجية مع اثنين من الأفران المستقلين الذين يعملون على قضيب دفع واحد. كل المهد لديه محرك المؤازرة الخاص به ، ويمكنه السفر بشكل كامل عن الآخر. يمكن للمرج أن يتم تحميله بعد ذلك ، على سبيل المثال ، في حين أن التفريغ الآخر. يمكن لهذه التقنية مضاعفة الإنتاجية عن طريق رفع العناصر اثنين في وقت واحد من ناقل سريع السفر ووضعها بدقة في ناقل ثانٍ.

وبالمثل ، يمكن أن يتضاعف الأفران المتعددة التي تعمل على قضيب الدفع واحد ، أو الثلاثي ، أو حتى قوة القيادة الرباعية. يمكن تشغيل الأجراف بواسطة وحدة تحكم واحدة.

ينتقل المهدف المحرك الخطي الذي يحمل الحمل على محامل السكك الحديدية ذات العمر الطويل. على النقيض من ذلك ، تتضمن آليات التحويل الدوارة إلى الخطي مصادر إضافية للارتداء التي تتحلل الأداء وتقصير الحياة.

ينزلق قضيب دفع المحرك الخطي على محامل طويلة من العمر ، خالية من التزييت مثبتة في المهد. تمكن هذه البساطة الجوهرية المشغل من تقديم 10 ملايين دورة تشغيل. محامل المشغل هي محاذاة ذاتيا وتخفيف التثبيت. يتم تطبيق قوة محرك المحرك مباشرة على قضيب الدفع ، مما يحسن التسارع والاستجابة.

مع استبدال المشفر الخارجي بمستشعر الحالة الصلبة المدمجة في الممتدة ، تصبح محركات الأقراص المباشرة والمشغلات أجهزة بسيطة للغاية من المكونات. يعد كلاهما مكونات قوية للغاية ، والتي تمكن المحركات والمشغل من مكونات قوية للغاية ، مما يمكّن المحرك والمشغل من التوافق مع تصنيفات غسل IP67 الدولية.

إن عدم وجود تروس طحن وبرغي الرصاص يمنح المحركات والمحركات الخطية التأهيل الحيوي بشكل متزايد لتشغيل الضوضاء المنخفضة. تتبع OSHA عن قرب من أعقاب الرموز الصناعية الأوروبية ، والتي تضع قواعد صارمة بشكل متزايد على ضوضاء مكان العمل. العملية الهادئة أمر بالغ الأهمية بالفعل في بيئات المختبرات والمستشفيات ؛ سيصبح هذا القلق واسع الانتشار بشكل متزايد حيث تمدد OSHA حكمه إلى بيئات الإنتاج الأخرى.