Lineaarimoottorit ja toimilaitteet ovat nyt kilpailukykyisiä kuularuuveilla ja hihnakäytöillä, ja ne tarjoavat selvästi ylivoimaisen ketteryyden ja kaistanleveyden edistyneisiin paikannussovelluksiin. Uudet mikromoottorit ja toimilaitteet auttavat automatisoimaan tehtäviä, joita aiemmin ei ollut mahdollista toteuttaa. Suorat lineaarikäytöt korvaavat yhä enemmän servo-ohjattuja pneumaattisia sylintereitä, mikä lisää luotettavuutta ja hallittavuutta ilman kompressorien kustannuksia, melua ja huoltoa.

Puolijohdeteollisuuden vaatimusten ajamana lineaarimoottorien valmistajat ovat jatkuvasti lisänneet tarkkuutta, alentaneet hintoja, kehittäneet useita moottorityyppejä ja yksinkertaistaneet integrointia automaatiolaitteisiin. Nykyaikaiset lineaarimoottorit tarjoavat 20 g:n huippukiihtyvyyden ja 10 metriä sekunnissa nopeuden, tarjoavat vertaansa vailla olevan dynaamisen ketteryyden, minimoivat huollon ja moninkertaistavat käytettävyyden. Ne ovat siirtyneet erikoistuneen puolijohdeteollisuuden käytön ulkopuolelle tarjotakseen edistyneen suorituskyvyn lukuisissa sovelluksissa.

Kymmenkertainen kuularuuvien nopeus ja käyttöikä on lineaarinen suorakäyttötekniikka usein ainoa ratkaisu tuottavuutta lisäävään automaatioon.

DYNAAMINEN YLIMÄÄRITYS

Perinteisten asemointimekanismien dynaamista suorituskykyä rajoittavat lyijyruuvit, vaihteistot, hihnakäytöt ja joustavat kytkimet, jotka aiheuttavat hystereesiä, välystä ja kulumista. Samoin pneumaattiset toimilaitteet kärsivät männän massasta ja mäntä-sylinterikitkasta sekä ilman kokoonpuristumisesta, mikä tekee servoohjauksesta monimutkaisia. Lineaarimoottorit ja toimilaitteet vähentävät tavanomaisten asennoittimien massaa ja inertiaa ja vapauttavat näistä perustavanlaatuisista rajoituksista, tarjoavat vertaansa vailla olevan dynaamisen jäykkyyden.

Suora käyttövoiman luominen mahdollistaa lineaaristen moottorien ja toimilaitteiden saavuttaa suljetun silmukan kaistanleveyden, joka ei ole käytettävissä vaihtoehtoisilla paikannusmekanismeilla. Moottori ja toimilaite pystyvät hyödyntämään täyden hyödyn nykyaikaisista säätimistä. Nämä ohjaimet on viritetty suuren silmukan vahvistuksen toimintaan, mikä mahdollistaa laajan kaistanleveyden ohjauksen, nopean asettumisen ja nopean toipumisen ohimenevistä häiriöistä.

Lineaarimoottorit ja toimilaitteet tekevät erinomaisia ​​millimetrien etäisyyksiä liikkuvia liikkeitä, jotka toimivat staattisella kitkavyöhykkeellä. Niiden alhainen massa ja minimaalinen staattinen kitka minimoivat ajon aloittamiseen tarvittavan käyttövoiman ja yksinkertaistavat ohjausjärjestelmän tehtävää estää ylilyöntejä pysähdyksissä. Näiden ominaisuuksien avulla suorakäyttöiset moottorit ja toimilaitteet voivat skannata esimerkiksi mikroskoopin objektilasit ja kartoittaa artefaktien XY-paikat vain millimetrien päässä toisistaan.

Nopeaa toistuvaa liikettä vaativat sovellukset voivat hyödyntää lineaarisen toimilaitteen suurta kaistanleveyttä ja kaksinkertaistaa kuularuuvien tai hihnakäyttöjen suorituskyvyn. Koneet, jotka viipaloivat materiaalirullia pituudeksi (paperi, muovit, jopa vaipat) maksimoivat suorituskyvyn toimimalla pysäyttämättä materiaalivirtaa. Leikkauksen aikana tällaiset koneet kiihdyttävät leikkuuterää synkronoidakseen materiaalivirran, kulkevat materiaalinopeudella leikkauspaikkaan ja aloittavat sitten leikkauksen. Leikkauksen jälkeen terä palautetaan alkupisteeseensä odottamaan seuraavaa edestakaista leikkausjaksoa.

LINEAARISET MOOTTORIT

Saatavilla on kolme lineaarimoottorin peruskonfiguraatiota: tasainen, U-kanavainen ja putkimainen moottori. Jokaisella moottorilla on luontaisia ​​etuja ja rajoituksia.

Tasomaiset moottorit tarjoavat rajoittamattoman liikematkan ja suurimman käyttövoiman, mutta ne aiheuttavat huomattavan ja ei-toivotun magneettisen vetovoiman kuormaa kantavan voiman ja moottorin kestomagneettiradan välillä. Tämä vetovoima vaatii laakereita, jotka tukevat ylimääräistä kuormaa.

U-kanavaisella moottorilla, jossa on rautaton ydin, on alhainen inertia, mikä tarkoittaa maksimaalista ketteryyttä. Pakottimen kuormaa kantavat magneettikelat kulkevat kuitenkin syvälle U-kanavan rungon sisällä, mikä rajoittaa lämmönpoistoa.

Putkimaiset lineaarimoottorit ovat kestäviä, lämpötehokkaita ja yksinkertaisimpia asentaa. Ne tarjoavat korvaavat kuularuuvit ja pneumaattiset asennoittimet. Putkimaisen moottorin kestomagneetit on koteloitu ruostumattomasta teräksestä valmistettuun putkeen (työntötankoon), joka on tuettu molemmista päistä. Ilman ylimääräistä työntötangon tukea kuorman liike on rajoitettu 2–3 metriin, riippuen työntötangon halkaisijasta.

Kaikista kolmesta moottorityypistä putkimaiset moottorit sopivat parhaiten yleiseen teolliseen käyttöön. Putkimaiset lineaarimoottorit ovat saaneet syvää hyötyä perustavanlaatuisesta suunnitteluinnovaatiosta. Copley Controlsin lineaarimoottorit korvaavat perinteisen ulkoisen lineaarianturin integroiduilla Hall-antureilla. Patentoidun magneettipiirin ansiosta Hall-anturit voivat saavuttaa lähes kymmenkertaisen paremman resoluution ja toistettavuuden.

Koska lineaarianturit voivat maksaa melkein yhtä paljon kuin itse lineaarimoottori, niiden poistaminen vähentää merkittävästi kustannuksia. Tämä yksinkertaistaa myös lineaarimoottorien integrointia automaatiojärjestelmiin, koska tukemiseen ja kohdistamiseen ei ole hienovaraista kooderia. Muita etuja ovat kestävyys, luotettavuus ja vapaus kooderin tarpeesta suojattuihin ympäristöihin.

Putkimaiset lineaarimoottorit voidaan muuntaa tehokkaiksi, monipuolisiksi suorakäyttöisiksi lineaaritoimilaitteiksi. Toimilaitteen inkarnaatiossa pakotin pysyy paikallaan (pultattu koneen runkoon), kun taas kuorman asennon työntötanko kulkee pienikitkaisilla, voiteluvapailla laakereilla, jotka on asennettu pakottimen sisään. Palloruuvien ja hihnakäyttöjen lisäksi lineaarinen toimilaite on tehokkaampi vaihtoehto ohjelmoitaville servo-pneumaattisille paikannusjärjestelmille.

Putkimaiset lineaarimoottorit sopivat tuottavuutta kaksinkertaistaviin sovelluksiin, joissa kaksi riippumatonta pakottimia toimivat yhdellä työntötangolla. Jokaisella voimalaitteella on oma servokäyttönsä, ja se voi kulkea täysin toisistaan ​​riippumatta. Yksi pakottaja voi sitten esimerkiksi ladata, kun taas toinen purkaa. Tekniikka voi kaksinkertaistaa suorituskyvyn nostamalla esineitä kaksi kerrallaan nopeasti liikkuvalta kuljettimelta ja sijoittamalla ne tarkasti toiselle kuljettimelle.

Samoin useat yhdellä työntötangolla toimivat pakottimet voivat kaksinkertaistaa, kolminkertaistaa tai jopa nelinkertaistaa käyttövoiman. Kiinnittimiä voidaan ohjata yhdellä ohjaimella.

Lineaarinen moottorin kuormaa kantava puristin kulkee pitkäikäisillä yksikiskolaakereilla. Sitä vastoin kuularuuvin pyörivästä lineaariseksi muunnosmekanismeihin liittyy ylimääräisiä kulumislähteitä, jotka heikentävät suorituskykyä ja lyhentävät käyttöikää.

Lineaarinen toimilaitteen työntötanko liukuu pitkäikäisten, voiteluvapaiden laakereiden päällä, jotka on asennettu pakottimeen. Tämän luontaisen yksinkertaisuuden ansiosta toimilaite pystyy toimittamaan 10 miljoonaa käyttöjaksoa. Toimilaitteen laakerit ovat itsesuuntautuvia, mikä helpottaa asennusta. Toimilaitteen käyttövoima kohdistetaan suoraan työntötankoon, mikä parantaa kiihtyvyyttä ja reagointikykyä.

Kun ulkoinen kooderi korvataan pakottimeen integroidulla puolijohdeanturilla, suorakäyttöiset moottorit ja toimilaitteet muuttuvat hyvin yksinkertaisiksi kaksikomponenttilaitteiksi. Forcer ja työntötanko ovat molemmat luonnostaan ​​erittäin kestäviä komponentteja, minkä ansiosta moottori ja toimilaite täyttävät kansainväliset IP67-pesuluokitukset.

Hiomapyörien ja pyörivän johtoruuvin puuttuminen antaa lineaarimoottoreille ja toimilaitteille yhä tärkeämmän pätevyyden hiljaiseen toimintaan. OSHA seuraa tarkasti eurooppalaisia ​​teollisuussääntöjä, jotka asettavat yhä tiukempia sääntöjä työpaikan melulle. Hiljainen toiminta on jo kriittistä laboratorio- ja sairaalaympäristöissä; tämä huolenaihe tulee yhä laajemmalle, kun OSHA laajentaa tuomionsa muihin tuotantoympäristöihin.