Configuración típica del diseño del sistema de movimiento

El movimiento lineal es fundamental para muchas máquinas móviles, y la naturaleza de tracción directa de los motores lineales puede simplificar el diseño general de la máquina en estas aplicaciones. Otros beneficios incluyen rigidez mejorada, porque los motores lineales se fijan directamente a la carga.

La integración de estos motores (y los componentes periféricos que requieren) pueden parecer desalentador, pero el proceso se puede dividir en cinco pasos simples. Después de este proceso paso a paso, los constructores de máquinas y robots cosechen beneficios lineal-motores sin esfuerzo o complejidad extraña.

1. Determine el tipo de motor: núcleo de hierro versus sin hierro

El primer paso es seleccionar el motor lineal de los tipos disponibles.

Motores de núcleo de hierro: los motores de núcleo de hierro son más comunes y adecuados para aplicaciones de automatización general. El núcleo de hierro se refiere a la construcción de la bobina de este motor, que consiste en laminaciones de núcleo de hierro. Una configuración típica consiste en una pista de imán estacionaria de un solo lado y una bobina o forcer de motor en movimiento. El núcleo de hierro maximiza la fuerza de empuje generada y crea una fuerza de atracción magnética entre la bobina y los imanes.

Esta fuerza de atracción magnética se puede utilizar para aumentar de manera efectiva la rigidez del sistema de guía lineal al precargar los rodamientos de movimiento lineal. La precarga magnética también puede aumentar la respuesta de frecuencia del sistema al mejorar la desaceleración y el asentamiento.

Por otro lado, la fuerza de atracción debe ser apoyada adecuadamente por una mayor capacidad de carga de los miembros de soporte y los rodamientos lineales. Esto puede degradar la libertad de diseño mecánico de la máquina.

Una segunda configuración lineal-motora de núcleo de hierro consiste en un par de pistas magnéticas estacionarias colocadas a cada lado de la bobina móvil. Esta construcción patentada niega los efectos de la atracción magnética al tiempo que ofrece una fuerza más alta por área transversal. El diseño equilibrado reduce la carga de rodamiento, lo que permite el uso de rodamientos de movimiento lineal más pequeños y disminución del ruido de cojinetes.

Mocionsystemdesign com motores impulsos 0111 Motores de vidripulidad sin hierro: también existen motores lineales sin hierro; Estos motores no tienen hierro en sus bobinas, por lo que no hay atracción entre los miembros del motor.

El tipo sin hierro más común es el canal U: se unen dos pistas magnéticas para formar un canal en el que se mueve la bobina del motor (o el proveedor). Este motor es ideal para aplicaciones que requieren ondulación de baja velocidad y alta aceleración. La fuerza de attracción cero y la naturaleza de cogolina cero de la construcción sin hierro minimizan la ondulación de torque; La aceleración aumenta porque la bobina es relativamente liviana.

Una segunda configuración sin hierro está en forma de cilindro. Los imanes se apilan dentro de un tubo de acero inoxidable, y la bobina del motor se mueve alrededor del cilindro. Esta configuración es adecuada al reemplazar los tornillos de pelota, ya que produce velocidades mucho más altas y precisión de posicionamiento en aproximadamente el mismo sobre.

Dimensionamiento de la bobina y longitud de la pista

No importa la configuración, todas las bobinas lineales-motores deben dimensionar a los requisitos de aplicación: carga aplicada, perfil de movimiento de destino, ciclo de trabajo, precisión, precisión, vida útil y entorno operativo. Consejo: Alista de soporte técnico de fabricantes de motores lineales y software de dimensionamiento (que a menudo es gratuito) para seleccionar el mejor tipo de motor y tamaño para una aplicación en particular.

Las secciones de la pista magnética se ofrecen en varias longitudes y se pueden apilar de extremo a extremo para lograr la longitud del viaje objetivo, con la longitud total del imán prácticamente ilimitado. Para simplificar el diseño y reducir los costos, es mejor utilizar las secciones de vía magnet de longitud más larga disponibles del fabricante.

2. Decide un codificador

El segundo paso al diseñar un sistema de motor lineal es la selección del codificador lineal. Los más comunes son los codificadores lineales incrementales con sensores de cabeza de lectura óptica o magnética. Seleccione un codificador con la resolución y precisión requeridas para la aplicación, y uno que sea adecuado para el entorno de la máquina.

La retroalimentación del codificador generalmente se envía de vuelta al servo amplificador a través de un análogo sinusoidal o un tren de pulso digital. Otra opción es la retroalimentación del codificador en serie de alta velocidad: proporcionar velocidades de datos más altas, una mayor resolución de bits, mayor inmunidad de ruido, longitudes de cable más largas e información integral de alarma.

Las comunicaciones en serie se conectan de dos maneras.

La comunicación directa entre el amplificador y el codificador es posible con codificadores con un protocolo de codificador en serie compatible con el amplificador.

Donde un codificador no tiene salida en serie (o donde el protocolo de salida en serie es incompatible con el amplificador) se puede usar un módulo convertidor en serie. En este caso, el módulo acepta una señal analógica del codificador junto con la señal del sensor del salón, subdivide la señal analógica y transmite esta señal datos en serie al servo amplificador. Los datos del sensor de Hall se usan en Powerup y para verificar la retroalimentación del codificador.

Varios fabricantes de codificadores lineales ahora ofrecen codificadores lineales absolutos que admiten una variedad de protocolos de comunicación en serie, incluidos los protocolos patentados de los fabricantes de amplificadores de terceros.

3. Elija el amplificador

El tercer paso en el proceso de diseño es la selección del servo amplificador. El amplificador debe tener un tamaño correcto en función del motor.

Plug and Play es una característica que solo puede ser ofrecida por proveedores que fabrican tanto servomotores como amplificadores. Algunos proveedores proporcionan enchufe y reproducción para reducir el tiempo de inicio y garantizar la configuración adecuada.

Algunos amplificadores de servomplificadores cuentan con reconocimiento automático de motor y un modo sin ajuste, que elimina la necesidad de ajustar el servo sistema. Con este software, las especificaciones del motor (incluidas las características de sobrecarga) se cargan automáticamente al servo amplificador desde el motor en PowerUp. Esto elimina el posible error del usuario al ingresar las especificaciones del motor, eliminando virtualmente el riesgo de fugas del motor y errores de fase.

4. Seleccione los miembros y los rodamientos de apoyo

Los dos pasos finales de diseño van de la mano para completar el diseño del sistema del motor lineal: el cuarto paso es seleccionar un sistema de rodamiento de movimiento lineal, y el quinto es diseñar los miembros de soporte.

Hay dos alineaciones importantes en la mayoría de los conjuntos de motores lineales: la distancia de la brecha de motor a imán entre la bobina y la pista del imán, y la distancia de la brecha entre el cabezal de lectura del codificador y la escala lineal. El último criterio se elimina al seleccionar un codificador lineal encerrado.

Consejos:

Los rodamientos de movimiento lineal deben proporcionar una precisión suficiente para cumplir con las tolerancias de la brecha, mientras que los miembros de soporte deben estar diseñados para espaciar adecuadamente los componentes y cumplir con los requisitos de paralelismo de los rodamientos y codificadores lineales.

Una vez que se cumplen estos criterios, la selección y el diseño de los rodamientos y los miembros de apoyo dependen en última instancia de los requisitos de rendimiento de la máquina. Las aplicaciones que requieren alta precisión y precisión necesitan un codificador de alta resolución y alta precisión, más cojinetes lineales de alta precisión.

Al dimensionar estos rodamientos, tenga en cuenta la carga útil y las fuerzas magnéticas atractivas asociadas con los motores lineales de núcleo de hierro. En muchos casos, los miembros de soporte de los rodamientos lineales y las pistas magnéticas pueden ser parte integral del marco de la máquina.