Typische Konfiguration des Bewegungssystemdesigns

Die lineare Bewegung ist für viele bewegliche Maschinen von zentraler Bedeutung, und der direkte Antrieb der linearen Motoren kann das gesamte Maschinendesign in diesen Anwendungen vereinfachen. Weitere Vorteile sind eine verbesserte Steifheit, da lineare Motoren direkt an der Last befestigt sind.

Die Integration dieser Motoren (und der peripheren Komponenten, die sie benötigen) können entmutigend erscheinen, aber der Prozess kann in fünf einfache Schritte unterteilt werden. Nach diesem Schritt-für-Schritt-Prozess können Maschinen- und Roboterbauer linear-motorische Vorteile ohne fremde Anstrengung oder Komplexität nutzen.

1. Bestimmen Sie den Motortyp: Eisenkern gegen Eisen und ohne

Der erste Schritt besteht darin, den linearen Motor aus den verfügbaren Typen auszuwählen.

Eisen-Core-Motoren: Eisen-Core-Motoren sind am häufigsten und für allgemeine Automatisierungsanwendungen geeignet. Iron-Core bezieht sich auf die Spulenkonstruktion dieses Motors, die aus Eisenkernlaminationen besteht. Eine typische Konfiguration besteht aus einer einseitigen stationären Magnetenspur und einer sich bewegenden Motorspule oder einem für Forcer. Der Eisenkern maximiert die erzeugte Schubkraft und erzeugt eine magnetische Anziehungskraft zwischen Spule und Magneten.

Diese magnetische Anziehungskraft kann verwendet werden, um die Steifigkeit des linearen Leitsystems effektiv zu erhöhen, indem die linearen Bewegungslager vorgeladen werden. Das magnetische Vorladen kann auch den Frequenzgang des Systems durch Verbesserung der Verzögerung und des Absetzens steigern.

Andererseits muss die Anziehungskraft durch erhöhte Belastungskapazität von stützenden Mitgliedern und linearen Lagern ordnungsgemäß unterstützt werden. Dies kann die mechanische Designfreiheit der Maschine beeinträchtigen.

Eine zweite konfigurierte Eiscor-Kern-Konfiguration besteht aus einem Paar stationärer Magnetspuren, die auf beiden Seiten der sich bewegenden Spule platziert sind. Diese patentierte Konstruktion negiert die Auswirkungen einer magnetischen Anziehung und liefert gleichzeitig die höchste Kraft pro Querschnittsbereich. Das ausgewogene Design reduziert die Lagerbelastung, wodurch kleinere lineare Bewegungslager und abnehmende Lagergeräusche verwendet werden.

Bewegungssysteme com Motors Laufwerke 0111 Vorteile ohne Motoren: Es gibt auch Eisenlose lineare Motoren; Diese Motoren haben kein Eisen in ihren Spulen, daher gibt es keine Attraktion zwischen den Motormitgliedern.

Der häufigste, eisenlose Typ ist der U -Kanal: Zwei magnetische Spuren bilden einen Kanal, in dem sich die Motorspule (oder Forcer) bewegt. Dieser Motor ist ideal für Anwendungen, die eine geringe Geschwindigkeitswelligkeit und eine hohe Beschleunigung erfordern. Die Null-Attraktionskraft und die Null-Kogging-Natur der eisenlosen Konstruktion minimiert die Drehmomentwelligkeit. Die Beschleunigung wird erhöht, da die Spule relativ leicht ist.

Eine zweite eiserlose Konfiguration erfolgt in Form eines Zylinders. Die Magnete sind in einem Edelstahlrohr gestapelt, und die Motorspule bewegt sich um den Zylinder. Diese Konfiguration ist geeignet, wenn Sie Ballschrauben ersetzen, da sie viel höhere Geschwindigkeiten und Positionierungsgenauigkeit in ungefähr dem gleichen Umschlag erzeugt.

Spulengrößen- und Spurlänge

Unabhängig von der Konfiguration sollten alle linearmotorischen Spulen auf Anwendungsanforderungen an die Anforderungen an die Anwendung, das Zielbewegungsprofil, die Arbeitszyklus, die Genauigkeit, die Präzision, die Lebensdauer und die Betriebsumgebung geführt werden. TIPP: Enlist technischer Support von linearmotorischen Herstellern und Größensoftware (die häufig kostenlos ist), um den besten Motortyp und die beste Größe für eine bestimmte Anwendung auszuwählen.

Magnetspurabschnitte werden in mehreren Längen angeboten und können End-to-End-Abschnitte gestapelt werden, um die Zielreiselänge zu erreichen, wobei die Gesamtmagnetlänge praktisch unbegrenzt ist. Um das Design zu vereinfachen und die Kosten zu senken, wird am besten die am längsten Länge des Herstellers erhältlichen Magnetspurabschnitte verwendet.

2. Entscheiden Sie sich für einen Encoder

Der zweite Schritt beim Entwerfen eines linearen Motorsystems ist die Auswahl des linearen Encoders. Am häufigsten sind inkrementelle lineare Encoder mit optischen oder magnetischen Lesekopfsensoren. Wählen Sie einen Encoder mit der erforderlichen Auflösung und Genauigkeit für die Anwendung aus, die für die Maschinenumgebung geeignet ist.

Encoder -Feedback wird normalerweise entweder über ein sinusoidales Analogon oder einen digitalen Impulszug an den Servoverstärker zurückgeschickt. Eine weitere Option ist ein Hochgeschwindigkeits-Feedback für serielle Encoder-Feedback-bietet höhere Datenraten, höhere Bitauflösung, höhere Geräuschimmunität, längere Kabellängen und umfassende Alarminformationen.

Serielle Kommunikation verbindet sich auf zwei Arten.

Die direkte Kommunikation zwischen dem Verstärker und dem Encoder ist mit Encodern mit einem seriellen Encoder -Protokoll möglich, der mit dem Verstärker kompatibel ist.

Wenn ein Encoder keinen seriellen Ausgang hat (oder wenn das serielle Ausgangsprotokoll mit Verstärker nicht kompatibel ist) kann ein serielles Wandlermodul verwendet werden. In diesem Fall akzeptiert das Modul zusammen mit dem Hall -Sensorsignal ein analoges Signal aus dem Encoder, unterteilt das analoge Signal und überträgt dieses Signaldaten seriell in den Servoverstärker. Hall -Sensordaten werden bei Powerup und zur Überprüfung des Encoder -Feedbacks verwendet.

Mehrere lineare Encoder-Hersteller bieten jetzt absolute lineare Encoder an, die eine Vielzahl serieller Kommunikationsprotokolle unterstützen, einschließlich proprietärer Protokolle von Herstellern von Verstärkern von Drittanbietern.

3. Wählen Sie den Verstärker aus

Der dritte Schritt im Entwurfsprozess ist die Auswahl des Servoverstärkers. Der Verstärker muss basierend auf dem Motor korrekt groß sein.

Plug -and -Play ist eine Funktion, die nur von Lieferanten angeboten werden kann, die sowohl Servomotoren als auch Verstärker herstellen. Einige Lieferanten bieten Plug -and -Play an, um die Startzeit zu verkürzen und eine ordnungsgemäße Konfiguration sicherzustellen.

Einige Servoverstärker verfügen über eine automatische motorische Erkennung und einen stimmlosen Modus, der die Notwendigkeit beseitigt, das Servosystem einzustellen. Mit dieser Software werden motorische Spezifikationen (einschließlich Überlasteigenschaften) automatisch vom Servo -Verstärker vom Motor beim Powerup auf den Servoverstärker hochgeladen. Dies beseitigt potenzielle Benutzerfehler beim Eingeben motorischer Spezifikationen und beseitigt das Risiko für Motorausflüge und Phasenfehler praktisch.

4. Wählen Sie Unterstützungsmitglieder und Lager aus

Die beiden endgültigen Entwurfsschritte gehen Hand in Hand, um das Design des linearen Motorsystems zu vervollständigen: Der vierte Schritt besteht

In den meisten linearen Motorbaugruppen gibt es zwei wichtige Ausrichtungen: den Lückenabstand zwischen Motor und Amagnet zwischen der Spule und der Magnet-Strecke und dem Spaltabstand zwischen dem Spannungs-Lese-Kopf und der linearen Skala. Das letztere Kriterium wird bei der Auswahl eines geschlossenen linearen Encoders beseitigt.

Tipps:

Die linearen Bewegungslager sollten eine ausreichende Präzision bieten, um die Lückentoleranzen zu erfüllen, während die Unterstützungsmitglieder so ausgelegt sein sollten, dass sie die Komponenten ordnungsgemäß platzieren und die parallelistischen Anforderungen der linearen Lager und des Encoders erfüllen.

Sobald diese Kriterien erfüllt sind, hängt die Auswahl und das Design der Lager und unterstützenden Mitglieder letztendlich von den Leistungsanforderungen der Maschine ab. Anwendungen, die eine hohe Genauigkeit und Präzision erfordern, benötigen einen hohen Auflösung und einen hohen Genauigkeitscodierer sowie lineare Lager mit hoher Genauigkeit.

Berücksichtigen Sie bei der Größe dieser Lager die Nutzlast und die magnetischen attraktiven Kräfte, die mit Eiscore-linearen Motoren verbunden sind. In vielen Fällen können die stützenden Mitglieder der linearen Lager und Magnetspuren integraler zum Maschinenrahmen sein.