Configuration typique de la conception du système de mouvement

Le mouvement linéaire est au cœur de nombreuses machines en mouvement, et la nature à entraînement direct des moteurs linéaires peut simplifier la conception globale des machines dans ces applications. Les autres avantages comprennent une rigidité améliorée, car les moteurs linéaires sont fixés directement à la charge.

L'intégration de ces moteurs (et les composants périphériques dont ils ont besoin) peuvent sembler intimidants, mais le processus peut être divisé en cinq étapes simples. Suivre ce processus étape par étape permet aux constructeurs de machines et de robots de profiter des avantages linéaires-moteur sans effort ou complexité étrangère.

1. Déterminer le type de moteur: noyau de fer contre sans fer

La première étape consiste à sélectionner le moteur linéaire dans les types disponibles.

Motors de fer à noyau: les moteurs à nages en fer sont les plus courants et adaptés aux applications d'automatisation générale. Le noyau de fer fait référence à la construction de la bobine de ce moteur, qui se compose de laminations de noyau de fer. Une configuration typique se compose d'une piste d'aimant stationnaire à un seul côté et d'une bobine ou d'un forcer moteur en mouvement. Le noyau de fer maximise la force de poussée générée et crée une force d'attraction magnétique entre la bobine et les aimants.

Cette force d'attraction magnétique peut être utilisée pour augmenter efficacement la rigidité du système de guidage linéaire en préchargement les roulements de mouvement linéaire. Le préchargement magnétique peut également augmenter la réponse en fréquence du système en améliorant la décélération et le décantation.

D'un autre côté, la force d'attraction doit être correctement soutenue par une capacité de charge accrue des membres de support et des roulements linéaires. Cela peut dégrader la liberté de conception mécanique de la machine.

Une deuxième configuration linéaire-moteur de fer se compose d'une paire de pistes d'aimant stationnaire placées de chaque côté de la bobine en mouvement. Cette construction brevetée annule les effets de l'attraction magnétique tout en offrant une force la plus élevée par zone transversale. La conception équilibrée réduit la charge de roulement, permettant l'utilisation de roulements de mouvement linéaire plus petits et la diminution du bruit de roulement.

MotionSystemDesign Commotors Drives 0111 Avantages Motors Implessiers: Des moteurs linéaires sans fer existent également; Ces moteurs n'ont pas de fer dans leurs bobines, il n'y a donc pas d'attraction entre les membres automobiles.

Le type sans fer le plus courant est le canal U: deux pistes magnétiques sont jointes pour former un canal dans lequel la bobine de moteur (ou le forcer) se déplace. Ce moteur est idéal pour les applications nécessitant une ondulation à faible vitesse et une accélération élevée. La force d'attraction zéro et la nature zéro-cogage de la construction sans fer minimise l'ondulation de couple; L'accélération est augmentée car la bobine est relativement légère.

Une deuxième configuration sans fer est sous la forme d'un cylindre. Les aimants sont empilés à l'intérieur d'un tube en acier inoxydable et la bobine de moteur se déplace autour du cylindre. Cette configuration convient lors du remplacement des vitesses à billes, car elle produit des vitesses beaucoup plus élevées et une précision de positionnement dans à peu près la même enveloppe.

Dimensionnement de la bobine et longueur de piste

Peu importe la configuration, toutes les bobines linéaires-moteurs doivent être dimensionnées aux exigences de l'application: charge appliquée, profil de déplacement cible, cycle de service, précision, précision, durée de vie et environnement de fonctionnement. CONSEIL: Enrôlez le support technique des fabricants de moteurs linéaires et des logiciels de dimensionnement (qui est souvent gratuit) pour sélectionner le meilleur type de moteur et la meilleure taille pour une application particulière.

Des sections d'attache d'aimant sont offertes en plusieurs longueurs et peuvent être empilées de bout en bout pour atteindre la longueur de voyage cible, la longueur totale de l'aimant étant pratiquement illimité. Pour simplifier la conception et réduire les coûts, il est préférable d'utiliser les sections de la plus longue longueur d'agitation disponibles auprès du fabricant.

2. décider d'un encodeur

La deuxième étape lors de la conception d'un système de moteur linéaire est la sélection du codeur linéaire. Les plus courants sont les encodeurs linéaires incrémentiels avec des capteurs de tête de lecture optiques ou magnétiques. Sélectionnez un encodeur avec la résolution et la précision requises pour l'application, et qui convient à l'environnement machine.

La rétroaction de l'encodeur est généralement renvoyée à l'amplificateur servo via un analogue sinusoïdal ou un train d'impulsions numériques. Une autre option est la rétroaction de l'encodeur série à grande vitesse - offrant des débits de données plus élevés, une résolution de bits plus élevée, une plus grande immunité de bruit, des longueurs de câbles plus longues et des informations d'alarme complètes.

Les communications en série se connectent de deux manières.

La communication directe entre l'amplificateur et l'encodeur est possible avec des encodeurs avec un protocole d'encodeur en série compatible avec l'amplificateur.

Lorsqu'un codeur n'a pas de sortie série (ou où le protocole de sortie série est incompatible avec l'amplificateur), un module de convertisseur série peut être utilisé. Dans ce cas, le module accepte un signal analogique de l'encodeur avec le signal du capteur de hall, subdivise le signal analogique et transmet ces données de signal en série à l'amplificateur servo. Les données du capteur de hall sont utilisées à la mise sous tension et pour vérifier les commentaires de l'encodeur.

Plusieurs fabricants d'encodeurs linéaires proposent désormais des encodeurs linéaires absolus qui prennent en charge une variété de protocoles de communication série, y compris des protocoles propriétaires de fabricants d'amplificateurs tiers.

3. Choisissez l'amplificateur

La troisième étape du processus de conception est la sélection de l'amplificateur servo. L'amplificateur doit être correctement dimensionné en fonction du moteur.

Plug and Play est une fonctionnalité qui ne peut être proposée que par des fournisseurs qui font à la fois des servomoteurs et des amplificateurs. Certains fournisseurs fournissent des plug et des lectures pour réduire le temps de démarrage et assurer une configuration appropriée.

Certains amplificateurs de servomotes présentent une reconnaissance automatique du moteur et un mode sans réglage, qui éliminent la nécessité de régler le système de servo. Avec ce logiciel, les spécifications du moteur (y compris les caractéristiques de surcharge) sont automatiquement téléchargées sur l'amplificateur Servo du moteur à Powerup. Cela supprime l'erreur potentielle de l'utilisateur lors de la saisie des spécifications du moteur, éliminant pratiquement le risque d'évolutions moteurs et d'erreurs de phasage.

4. sélectionner les membres et les roulements du support

Les deux étapes de conception finales vont de pair pour compléter la conception du système de moteur linéaire: la quatrième étape consiste à sélectionner un système de roulement de mouvement linéaire, et le cinquième consiste à concevoir les membres du support.

Il existe deux alignements importants dans la plupart des assemblages de moteurs linéaires: la distance d'espace moteur à aimant entre la bobine et la piste de l'aimant, et la distance d'espace entre la tête de lecture de l'encodeur et l'échelle linéaire. Ce dernier critère est éliminé lors de la sélection d'un encodeur linéaire fermé.

Conseils:

Les roulements de mouvement linéaires devraient fournir une précision suffisante pour répondre aux tolérances d'espace, tandis que les membres du support doivent être conçus pour espacer correctement les composants et répondre aux exigences de parallélisme des roulements linéaires et de l'encodeur.

Une fois ces critères remplis, la sélection et la conception des roulements et des membres du support dépend finalement des exigences de performance de la machine. Les applications nécessitant une précision élevée et une précision nécessitent un codeur haute résolution et haute précision, ainsi que des roulements linéaires à haute précision.

Lorsque vous dimensionnez ces roulements, comptez la charge utile et les forces d'attraction magnétiques associées aux moteurs linéaires de noyau de fer. Dans de nombreux cas, les membres de support des roulements linéaires et des pistes aimant peuvent faire partie intégrante du cadre de la machine.