Die meisten Menschen denken an parallele Antriebssysteme, wie sie in kartesischen/gantristischen Robotern zu finden sind. Parallel-Drive-Systeme können aber auch als zwei oder mehr lineare Motoren angesehen werden, die parallel von einem einzelnen Antriebsregler arbeiten. Dies deckt die kartesischen Roboter im kartesischen/gantry-Stil sowie andere wichtige Bewegungskontrollbereiche ab, wie z. Diese Systeme gehen in Bereiche wie Optik und Mikroskope, die Herstellung von Halbleiter, Werkzeugmaschinen, Aktuatoren mit hoher Kraft, Materialtestgeräte, Pick-and-Place-Arbeiten, Montagevorgänge, Handhabungsmaschinenmaschinen und Lichtbogenschweißen ein. Alles in allem gibt es Anwendungen in der Micron- und Submicron -Welt.

Parallelantriebsprobleme
Das Hauptproblem bei allen Parallelantriebssystemen ist die orthogonale Ausrichtung: Die Fähigkeit, das Parallelachsequadrat zu halten. In mechanisch angetriebenen Systemen wie Schrauben, Rack und Ritzel, Gürtel und Kette ist das Hauptproblem die Bindung des mechanischen Systems an Fehlausrichtung oder gestapelte Toleranzen. In Direktantriebssystemen wird aufgrund von Installationsfehlern und Abweichungen in den linearen Motoren ein zusätzliches Problem des Sinusfehlers eingeführt.

Die häufigste Praxis, um diese Probleme zu überwinden, besteht darin, jede Seite des parallelen Systems unabhängig zu fahren und zu steuern, sie jedoch elektronisch zu synchronisieren. Die Kosten eines solchen Systems sind hoch, da es doppelt so hoch ist wie die Elektronik eines einzelachsigen Systems und positionierende Elektronik. Es fügt auch Synchronisations- und Verfolgungsfehler hinzu, die die Leistung des Systems beeinträchtigen können.

Das, was es ermöglicht, lineare Wellenmotoren parallel zu verbinden, ist ein sehr reagierender Motor. Die dynamische Bewegung, die von zwei identischen linearen Wellenmotoren erzeugt wird, ist das gleiche, wenn das gleiche Kontrollsignal angegeben ist.

Wie bei allen parallelen Antriebssystemen müssen die linearen Wellenmotoren physisch mit einem Mechanismus koppeln, der die Achse nur eine einheitliche Bewegung für die Freizeit aufweist. Dies führt dazu, dass parallele Linearwellenmotoren als einzelne Einheit fungieren, um den Betrieb mit einem einzelnen Encoder und einem einzelnen Servodriver zu ermöglichen. Wenn ein ordnungsgemäß installierter linearer Wellenmotor ohne Kontakt arbeitet, kann er keine mechanische Bindung in das System einführen.

Diese Aussagen gelten für jeden nicht kontaktischen linearen Motor. Lineare Wellenmotoren unterscheiden sich von anderen nicht kontakten linearen Motoren in mehreren Bereichen, mit denen sie in einer parallelen Anwendung gut funktionieren können.

Das Design des linearwellenmotorischen Motors stellt den permanenten Magneten in die Mitte des elektromagnetischen Feldes, wodurch der Luftspalt nicht kritisch ist. Die Spule umgibt den Magneten vollständig, sodass der Nettoeffekt des Magnetfelds Kraft ist. Dies beseitigt praktisch jegliche Kraftvariation, die durch einen Unterschied im Luftspalt verursacht wird, entweder durch Fehlausrichtung oder Bearbeitungsunterschiede, die Ausrichtung und Installation des Motors einfach.

Der Sinusfehler - ein Hauptproblem - kann jedoch Kraftunterschiede in einem nicht kontaktischen linearen Motor verursachen.

Lineare Motoren wie lineare Wellenmotoren werden als Synchronmotoren definiert. Tatsächlich wird der Strom auf die Spule angewendet, um ein Elektromagnet zu bilden, das mit dem Magnetfeld der permanenten Magneten in der Magnetspur synchronisiert. Die Kraft in einem linearen Motor wird aus der relativen Festigkeit dieser Magnetfelder und des Winkels ihrer absichtlichen Fehlausrichtung erzeugt.

In einem parallelen Antriebssystem werden alle Spulen und Magnetschienen zu einem einzigen Motor, wenn alle ihre Magnetfelder perfekt ausgerichtet sind. Jede Fehlausrichtung der Spulen oder magnetischen Spuren führt jedoch zu einer Fehlausrichtung der Magnetfelder, wodurch in jedem Motor unterschiedliche Kräfte erzeugt werden. Dieser Kraftunterschied kann wiederum das System binden. Sinusfehler sind also der Unterschied in den Kräften, die durch die Fehlausrichtung der Spulen oder magnetischen Spuren erzeugt werden.

Der Sinusfehler kann durch die folgende Gleichung berechnet werden:

F_diff=F_Gen× Sünde (2πd_diff/MP_nn)

WoF_diff= Kraftunterschied zwischen den beiden Spulen,F_Gen= Erzeugt, Kraft,D_diff= Länge der Fehlausrichtung, undMP_nn= Magnetische Nord-Nord-Tonhöhe.

Die meisten linearen Motoren auf dem Markt sind mit einem Magnetplatz von North zu North im Bereich von 25 bis 60 mm ausgelegt, wobei der Versuch, IR-Verluste und die elektrische Zeitkonstante zu reduzieren, zu reduzieren. Zum Beispiel eine Fehlausrichtung von nur 1 mm in einem linearen Motor mit 30 mmnnDie Tonhöhe erzeugt einen Stromverlust von ca. 21%.

Der lineare Wellenmotor kompensiert diesen Verlust durch die Verwendung einer viel längeren Magnetpippe von Nord-Nord-Nord, die den Effekt des Sinusfehlers verringert, der durch versehentliche Fehlausrichtung verursacht wird. Die gleiche Fehlausrichtung von 1 mm in einem linearen Wellenmotor mit einem 90-mm-NN-Spielfeld erzeugt nur einen Stromverlust von 7%.

Parallelantriebssysteme
Die wirklich genaue Positionierung ist nur für ein Achsachse-Roboter mit hoher und ultrahocher Präzision möglich, wenn sich das Feedback direkt im Mittelpunkt des Arbeitspunkts befindet. Die Kraftgenerierung aus dem Motor sollte sich ebenfalls auf den Mitte der Masse des Arbeitspunkts konzentrieren. Es ist jedoch in der Regel unmöglich, den Motor und Feedback an genau demselben Ort zu haben!

Wenn Sie einen Encoder in den Mittelpunkt der Masse stellen und parallele lineare Wellenmotoren aus dem Mitte der Masse gleichmäßig verteilt sind, erhalten Sie das gewünschte Feedback und die Kraftgenerierung im Massenzentrum. Dies ist für andere Arten von parallelen Antriebssystemen nicht möglich, die zwei Sätze von Encodern und Servodriven benötigen, um diese Art von parallelem Laufwerk zu erstellen.

Der Single Drive/Single-Encoder funktioniert am besten in der Verwendung von Ultrahoigh-Präzision und bietet Schalentbäumen des Seuchtry-Systems einen großen Vorteil. In der Vergangenheit hatten Systeme möglicherweise zwei verschiedene Motoren, die separate Kugelschrauben unter Verwendung von zwei verschiedenen Controllern fuhren, die elektronisch angeschlossen waren, oder sogar zwei lineare Motoren mit zwei mit zwei Laufwerken elektronisch verbundenen Encoder. Jetzt können die gleichen Aktionen von zwei linearen Wellenmotoren, einem Encoder und einem Verstärker/Treiber stammen, solange die Steifheit im System ausreichend hoch ist.

Dies ist auch ein Vorteil für Anwendungen, die extrem hohe Kraftmengen benötigen. Es ist möglich, eine beliebige Anzahl von linearen Wellenmotoren parallel zu verbinden, wodurch ihre Kräfte zusammengefügt werden.