Lineaarimoottorit tarjoavat erinomaisen tehon, joten erehdyt lääketieteellisten laitteiden, teollisuusautomaation, pakkausten ja puolijohteiden valmistuksen alalla. Lisäksi uudet lineaarimoottorit käsittelevät aikaisempien versioiden kustannuksia, lämpöä ja integroinnin monimutkaisuutta. Tarkastelun vuoksi voidaan todeta, että lineaarimoottorit sisältävät kelan (ensisijainen osa tai pakotin) ja kiinteä alusta, jota joskus kutsutaan levyksi tai toisioksi. Alatyyppejä on runsaasti, mutta kaksi yleisintä automaatiossa ovat harjattomat rautasydän ja raudattomat lineaarimoottorit.

Lineaarimoottorit ylittävät yleensä mekaaniset käytöt. Niillä on rajoittamaton pituus. Ilman mekaanisten asetusten joustavuutta ja välystä tarkkuus ja toistettavuus ovat korkeat ja pysyvät sellaisina koko koneen käyttöiän. Itse asiassa vain lineaarimoottorin ohjauslaakerit tarvitsevat huoltoa; kaikki muut osat ovat kulumattomia.

Missä ironcore lineaarimoottorit ovat loistavia
Rautasydämissä lineaarimoottoreissa on primäärikäämit rautasydämen ympärillä. Toissijainen on yleensä kiinteä magneettirata. Ironcore lineaarimoottorit toimivat hyvin ruiskuvalussa, työstökoneissa ja puristuskoneissa, koska ne tuottavat suuren jatkuvan voiman. Yksi varoitus on, että rautasydämiset lineaarimoottorit voivat pyöriä, koska ensisijaisen toisioyksikön magneettinen veto vaihtelee sen kulkiessa magneettiradan läpi. Pidättävä voima on syyllinen tässä. Valmistajat käsittelevät hammastusta useilla tavoilla, mutta se on ongelmallista silloin, kun päätavoitteena on tasaiset vedot.

Silti rautasydämisen lineaarimoottorin etuja on runsaasti. Vahvempi magneettinen kytkentä (rautaytimen ja staattorimagneettien välillä) mahdollistaa suuren voimatiheyden. Joten rautasydämillä lineaarimoottoreilla on suurempi voimantuotto kuin vastaavilla rautattomilla lineaarimoottoreilla. Lisäksi nämä moottorit haihduttavat paljon lämpöä, koska rautasydän luovuttaa käämin tuottamaa lämpöä käytön aikana, mikä vähentää käämin ja ympäristön välistä lämpövastusta paremmin kuin raudattomat moottorit. Lopuksi nämä moottorit on helppo integroida, koska pakotin ja staattori ovat suoraan vastakkain.

Raudattomat lineaarimoottorit nopeisiin iskuihin
Raudattomissa lineaarimoottoreissa ei ole rautaa ensisijaisesti, joten ne ovat kevyempiä tuottaakseen dynaamisemman liikkeen. Kelat on upotettu epoksilevyyn. Useimmissa raudattomissa lineaarimoottoreissa on U:n muotoiset kiskot, jotka on vuorattu sisäpinnoilla magneeteilla. Lämmön kertyminen voi rajoittaa työntövoimat pienempiin kuin vastaavissa rautasydämismoottoreissa, mutta jotkut valmistajat käsittelevät tätä ongelmaa innovatiivisella kanavalla ja ensisijaisella geometrialla.

Lyhyet asettumisajat tehostavat entisestään raudattomien lineaarimoottorien dynamiikkaa, jotta ne voivat tehdä nopeita ja tarkkoja liikkeitä. Ensisijaisen ja toissijaisen välillä ei ole luontaisia ​​vetovoimia, joten raudattomat lineaarimoottorit ovat myös helpompia koota kuin rautasydämismoottorit. Lisäksi niiden tukilaakerit eivät ole alttiina magneettisille voimille, joten ne kestävät yleensä pidempään.

Huomaa, että lineaarimoottoreilla on ongelmia pystyakseleilla ja ankarissa ympäristöissä. Tämä johtuu siitä, että ilman jarrutusta tai vastapainoa lineaarimoottorit (jotka ovat luonnostaan ​​kosketuksettomat) antavat kuormien pudota virrankatkaisutilanteissa.

Lisäksi joissakin ankarissa ympäristöissä saattaa muodostua pölyä ja lastuja, jotka tarttuvat lineaarimoottoreihin, erityisesti metalliosien työstöön. Täällä rautaytimiset lineaarimoottorit (ja niiden magneetilla täytetty rata) ovat haavoittuvimpia. Joissakin toimilaitteissa on rautasydäminen tai raudattomat lineaarimoottorit ja pölytiivis rakenne toimiakseen tällaisissa ympäristöissä. Jälkimmäinen eliminoi perinteisesti lineaarisia akseleita suojaaviin palkeisiin liittyvät ongelmat.

Milloin valita integroidut lineaarimoottoritoimilaitteet
Lineaarimoottoritoimilaitteiden suorakäyttöinen luonne lisää tuottavuutta ja järjestelmädynamiikkaa lukuisissa teollisissa sovelluksissa. Joissakin lineaarimoottoriin perustuvissa toimilaitteissa on myös anturit asennon takaisinkytkennän antamiseksi … jotta lineaarimoottorit olisivat helppokäyttöisiä, jopa verrattuna hihna- ja kuularuuvipohjaisiin järjestelmiin. Jotkut näistä toimilaitteista integroivat tiiviisti lineaarimoottorin, ohjaimen ja optisen (tai magneettisen) kooderin tehotiheyden lisäämiseksi entisestään.

Joissakin toimilaitteissa anturi asennetaan vaakasuoraan, joten ulkoiset vaikutukset eivät vaikuta sen asentoon. Jotkin tällaiset järjestelyt voivat toimia 6 m/s kiihtyvyydellä 60 m/s2 230 V:n tuloa käyttämällä. Moduulit, joiden liikematka ylittää kaksi metriä, ovat mahdollisia. Vakiovarusteisiin kuuluu yleensä magneettinen kooderi asennon palautetta varten, vaikka optisia koodereita on saatavana tarkempaan. Muita vaihtoehtoja ovat usean liukusäätimen asetukset sekä täydelliset XY- ja portaalijärjestelmät.

Perinteisiin kuularuuvimoduuleihin verrattuna lineaarimoottoripohjaiset toimilaitteet tarjoavat paremman tarkkuuden ja nopeuden – jopa monissa työntövoiman olosuhteissa – suoran käytön ansiosta. Tiukempi integraatio lisää myös tuottavuutta ja luotettavuutta. Jotkut tällaiset toimilaitteet sisältävät itse lineaarimoottorin, alustan ja leveän lineaariohjaimen, joka tukee alumiinista liukusäädintä ja optista asteikkoa asennon palautetta varten. Jos lineaarimoottori on raudaton, se voidaan yhdistää alumiiniseen liukusäätimeen ja muodostaa kevyt rakenne, joka kiihtyy nopeasti.

Jotkut kompaktit lineaarimoottoritoimilaitteet sisältävät myös liukusäätimiä, joissa on sisäänrakennetut voitelutyynyt ympäristöystävällistä voitelua varten. Tässä juoksulohkon päissä on hermeettisesti suljetut rasvasuuttimet, jotka tuottavat kilparadan voitelun teräspallokierron kautta. Joissakin tapauksissa valinnaiset voitelutyynyt lisäävät voitelua pitkäkestoiseen käyttöön vähemmällä huollolla, erityisesti lyhyillä iskuilla toimivilla akseleilla.

Joidenkin toimilaitteiden sisällä olevissa raudattomissa lineaarimoottoreissa ei myöskään ole hammastusta, joten akseli voi tehdä vakaita liikkeitä liikkuessaan hitaasti tai nopeasti. Joissakin malleissa toistettavuus optisella lineaarikooderilla on 2 mm. Joitakin toimilaitteita on saatavana jopa iskuina 152 - 1 490 mm ja suoruudella 6 - 30 mm.

Erityisesimerkki: Puhdastilasovellukset
Viimeinen vaihtoehto, joka soveltuu erityisesti sovelluksiin, joissa on lyhyitä iskuja ja korkea kiertonopeus, ovat lineaarimoottoritoimilaitteet, joissa liikkuvia osia ovat magneetit ja kisko. Tässä ei ole ongelmia kaapeleiden siirtämisessä, mikä aiheuttaa katkoksia. Myöskään pölyisissä ympäristöissä ei ole ongelmia. Itse asiassa toimilaitteet toimivat hyvin tyhjiöympäristöissä ja puhdastiloissa. Tämä johtuu siitä, että kelat ovat kiinteitä, joten lämpö haihtuu helposti asennusrakenteisiin. Jotkut tällaiset lineaarimoottoritoimilaitteet tuottavat jatkuvan voiman 94,2 tai 188,3 N ja huippuvoiman 242,1 tai 484,2 N – hyväksyen jatkuvan virran 3,5, 7 tai 14 A versiosta riippuen. Iskut saavuttavat 430 mm.

Parametrit lineaarimoottorin vaiheiden määrittämiseksi
Kun määrität toimilaitteita tai vaiheita lineaarimoottoreiden perusteella, ota huomioon seuraavat kriteerit suunnittelun liikeprofiilin jokaiselle osalle:

• Mikä on tunnettu liiketila?
• Mikä on kuorman massa, järjestelmän massa, tehollinen isku, liikeaika ja viipymäaika?
• Mikä on taajuusmuuttajan kunto, suurin lähtöjännite, jatkuva ja huippuvirta?
• Millaisen lähettimen resoluution asennus vaatii? Pitäisikö sen olla analoginen vai digitaalinen?
• Millaisessa työympäristössä toimilaite tai näyttämö toimii? Mikä tulee olemaan huoneen lämpötila? Aloittaako kone tyhjiö- tai puhdashuoneolosuhteissa?
• Mitkä ovat sovelluksen vaatimukset liikkeen tarkkuudelle ja paikannustarkkuudelle?
• Siirtääkö lineaarimoottoritoimilaite tai vaihe kuormia vaakasuunnassa, pystysuunnassa vai kulmassa? Kiinnitetäänkö asennus seinään? Onko se tilanrajoitusten alainen?

Näihin kysymyksiin vastaaminen auttaa suunnitteluinsinöörejä tunnistamaan sopivimman lineaarisen moottorin iteraation tietylle koneelle.