Lineaarinen liike on liikkeenohjauksen osa-alue, joka kattaa useita teknologioita, kuten lineaarimoottorit, lineaariset toimilaitteet ja lineaariset vierintäohjaimet ja laakerit.

Lineaarimoottorit – tarkka vaihtoehto

Perinteiset lineaarimoottorit ovat pohjimmiltaan kestomagneettimoottoria, joka on rullattu ulos ja asetettu tasaiseksi. On kuin staattori ja roottori leikattaisiin säteittäistä tasoa pitkin ja sitten rullattaisiin auki, jotta ne voisivat tarjota lineaarisen työntövoiman. Kun moottorin paikallaan oleva osa saa jännitteen, se aiheuttaa liikettä liikkuvassa osassa, joka sisältää jonkinlaista johtavaa materiaalia.

Lineaarimoottorin etuja ovat suuret nopeudet ja nopeat vasteajat, korkea tarkkuus ja jäykkyys sekä mekaanisten vaihteistokomponenttien puuttuminen välyksen eliminoinnista.

Huono puoli, lineaarimoottorit voivat olla kalliimpia kuin muut perinteiset ratkaisut. Ne vaativat myös parempaa vastausta ohjaimilla, kuten lisää kaistanleveyttä ja suurempia päivitysnopeuksia. Lineaarimoottorit eivät myöskään tyypillisesti pysty tuottamaan yhtä paljon voimaa kuin jotkin muut ratkaisut, kuten kuularuuvit. Toinen ongelma voi olla lämmitys I2R-häviöistä, mikä saattaa vaatia erityisiä jäähdytysnäkökohtia.

Sovelluksen parhaan lineaarimoottorin valintaan liittyy useita tekijöitä, kuten voima- ja lämpönäkökohdat, laakereiden kuormitukset sekä tila- ja välysnäkökohdat.

Varhaiset lineaarimoottorit olivat sylinterimäisiä. Näissä moottoreissa pakotin on rakenteeltaan sylinterimäinen ja liikkuu ylös ja alas sylinterimäisessä tankossa, jossa magneetit sijaitsevat. U-kanavatyyppisissä lineaarimoottoreissa on kaksi rinnakkaista magneettirataa, jotka ovat toisiaan vastakkain ja levyjen välissä on voima. Painin on tuettu magneettiradalla laakerijärjestelmällä. Lopuksi on olemassa litteät lineaarimoottorit, jotka voivat olla yksi kolmesta eri tyypistä: uraton rauta, uraton rauta ja urarauta.

Lineaariset toimilaitteet – integroidut asetukset perinteisten liikekomponenttien kanssa

Lineaariset toimilaitteet tuottavat olennaisesti lineaarista liikettä. Joskus ensisijainen liikkeen lähde on epälineaarinen tai pyörivä, kuten moottori. Tässä tapauksessa jotkut muut mekaaniset välineet, kuten hihnat, hihnapyörät, ketjut tai muut mekaaniset komponentit muuttavat pyörivän liikkeen lineaariliikkeeksi. Muun tyyppiset lineaaritoimilaitteet tuottavat lineaarista liikettä itsestään, kuten nesteen (hydraulisen tai ilma) paineen kautta. Yleisiä lineaarisia toimilaitteita ovat mekaaniset, sähkömekaaniset, hydrauliset, pneumaattiset ja pietsosähköiset.

Pyörivä lineaarinen toimilaite käyttää tyypillisesti sähkömoottoria syöttöenergiansa tuottamiseen. Tämä toimilaite voi käyttää johtoruuvia kääntämään moottorin pyörimisliikkeen suoraviivaiseksi liikkeeksi.

Paras sopivuus sovellukseen riippuu tekijöistä, kuten vaaditusta tehosta, koosta ja tehovaatimuksista. Lineaarista toimilaitetta valittaessa on otettava huomioon useita tärkeitä tekijöitä. Ensimmäinen on tarvittavan liikkeen tai pituuden määrittäminen. Seuraavaksi kuinka paljon voimaa toimilaitteelta vaaditaan? Eli mikä on sen kohteen paino, jota toimilaitteen on siirrettävä? Kuinka toimilaite asennetaan – vaaka- vai pystysuoraan?

Lineaarisia toimilaitteita käytetään monenlaisissa teollisissa sovelluksissa, kuten materiaalinkäsittelylaitteissa ja robotiikassa, sekä jokapäiväisissä kuluttajasovelluksissa, kuten kodinkoneissa, ja tietokonelaitteissa, kuten tulostinpäissä ja skannereissa.

Lineaarisen liikkeen rullausohjaimet – OEM-suunnittelun joustavuutta varten

Lineaariset rullausohjaimet eivät ole itse toimilaitteita, vaan lineaarista liikettä ohjaavaa mekaanista komponenttia, joka voi olla kisko tai akseli, joka on yhdistetty jonkin tyyppiseen toimilaitteeseen. Lineaarisen liikkeen sovellusten vierivät ohjaimet voivat auttaa vähentämään kitkaa koneissa. Niitä käytetään monilla aloilla kehittyneistä puolijohdevalmistuslaitteista suuriin työstökoneisiin tai rakennuslaitteisiin.

Lineaarisia rullaohjaimia on eri muodoissa, mukaan lukien lineaariset ja lineaariset rullareitit kiskon ohjausjärjestelmät ja pallouripohjaiset akselin ohjausjärjestelmät.

Tärkeitä näkökohtia lineaariliikkeen vierintäohjaimen valinnassa ovat kuorma, staattinen kuorma, isku ja nopeus sekä haluttu tarkkuus ja tarkkuus. Myös esilataus voi olla tarpeen sovelluksen vaatimuksista riippuen. Voitelu on toinen tärkeä näkökohta, kuten kaikki menetelmät, joilla minimoidaan lineaarisen ohjausjärjestelmän saastuminen ympäristötekijöistä, kuten pölystä ja muista epäpuhtauksista, käyttämällä palkeita tai erityisiä tiivisteitä.