गति प्रणाली डिज़ाइन का विशिष्ट विन्यास

रैखिक गति कई गतिशील मशीनों का मूल तत्व है, और रैखिक मोटरों की प्रत्यक्ष-चालित प्रकृति इन अनुप्रयोगों में समग्र मशीन डिज़ाइन को सरल बना सकती है। अन्य लाभों में बेहतर कठोरता शामिल है, क्योंकि रैखिक मोटरें सीधे भार से जुड़ी होती हैं।

इन मोटरों (और उनके लिए आवश्यक परिधीय घटकों) को एकीकृत करना कठिन लग सकता है, लेकिन इस प्रक्रिया को पाँच सरल चरणों में विभाजित किया जा सकता है। इस चरण-दर-चरण प्रक्रिया का पालन करने से मशीन और रोबोट निर्माता बिना किसी अतिरिक्त प्रयास या जटिलता के रैखिक-मोटर के लाभ प्राप्त कर सकते हैं।

1. मोटर का प्रकार निर्धारित करें: लौह कोर बनाम लौह रहित

पहला कदम उपलब्ध प्रकारों में से रैखिक मोटर का चयन करना है।

आयरन-कोर मोटर: आयरन-कोर मोटर सबसे आम हैं और सामान्य स्वचालन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। आयरन-कोर इस मोटर की कुंडल संरचना को संदर्भित करता है, जिसमें आयरन-कोर लेमिनेशन होते हैं। एक विशिष्ट विन्यास में एक तरफा स्थिर चुंबकीय ट्रैक और एक गतिशील मोटर कुंडल या बल होता है। आयरन कोर उत्पन्न थ्रस्ट बल को अधिकतम करता है और कुंडली और चुंबकों के बीच एक चुंबकीय आकर्षण बल उत्पन्न करता है।

इस चुंबकीय आकर्षण बल का उपयोग रैखिक गति बीयरिंगों को प्रीलोड करके रैखिक मार्गदर्शन प्रणाली की कठोरता को प्रभावी ढंग से बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। चुंबकीय प्रीलोडिंग मंदन और स्थिरीकरण में सुधार करके प्रणाली की आवृत्ति प्रतिक्रिया को भी बढ़ा सकती है।

दूसरी ओर, आकर्षण बल को सहायक तत्वों और रैखिक बियरिंग्स की बढ़ी हुई भार क्षमता द्वारा उचित रूप से समर्थित होना चाहिए। इससे मशीन की यांत्रिक डिज़ाइन स्वतंत्रता कम हो सकती है।

एक दूसरे लौह-कोर रैखिक-मोटर विन्यास में गतिमान कुंडली के दोनों ओर स्थित स्थिर चुंबकीय पथों की एक जोड़ी होती है। यह पेटेंटेड संरचना चुंबकीय आकर्षण के प्रभावों को कम करती है और प्रति अनुप्रस्थ काट क्षेत्र में उच्चतम बल प्रदान करती है। संतुलित डिज़ाइन, बियरिंग भार को कम करता है, जिससे छोटे रैखिक गति बियरिंगों का उपयोग संभव होता है और बियरिंग शोर कम होता है।

मोशनसिस्टमडिजाइन कॉम मोटर्स ड्राइव्स 0111 लाभ आयरनलेस मोटर्स: आयरनलेस रैखिक मोटर्स भी मौजूद हैं; इन मोटर्स के कॉइल में कोई लोहा नहीं होता है, इसलिए मोटर सदस्यों के बीच कोई आकर्षण नहीं होता है।

सबसे आम आयरनलेस प्रकार यू चैनल है: दो चुंबकीय ट्रैक्स को जोड़कर एक चैनल बनाया जाता है जिसमें मोटर कॉइल (या फ़ोर्सर) गति करता है। यह मोटर कम वेग तरंग और उच्च त्वरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। आयरनलेस संरचना का शून्य-आकर्षण बल और शून्य-कॉगिंग गुण टॉर्क तरंग को न्यूनतम करता है; त्वरण बढ़ जाता है क्योंकि कॉइल अपेक्षाकृत हल्का होता है।

दूसरा आयरनलेस विन्यास एक सिलेंडर के आकार का होता है। चुम्बकों को एक स्टेनलेस स्टील ट्यूब के अंदर रखा जाता है, और मोटर कॉइल सिलेंडर के चारों ओर घूमती है। यह विन्यास बॉलस्क्रू की जगह इस्तेमाल करने के लिए उपयुक्त है, क्योंकि यह लगभग समान आवरण में बहुत अधिक गति और सटीक स्थिति प्रदान करता है।

कुंडल आकार और ट्रैक लंबाई

कॉन्फ़िगरेशन चाहे जो भी हो, सभी रैखिक-मोटर कॉइल का आकार अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार होना चाहिए: लागू भार, लक्षित चाल प्रोफ़ाइल, कार्य चक्र, सटीकता, परिशुद्धता, सेवा जीवन और परिचालन वातावरण। सुझाव: किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम मोटर प्रकार और आकार का चयन करने के लिए रैखिक-मोटर निर्माताओं और आकार निर्धारण सॉफ़्टवेयर (जो अक्सर मुफ़्त होता है) से तकनीकी सहायता प्राप्त करें।

मैग्नेट ट्रैक सेक्शन कई लंबाई में उपलब्ध हैं और इन्हें लक्ष्य यात्रा लंबाई प्राप्त करने के लिए एक-दूसरे के सिरे से दूसरे सिरे तक लगाया जा सकता है, जिससे कुल मैग्नेट लंबाई लगभग असीमित हो जाती है। डिज़ाइन को सरल बनाने और लागत कम करने के लिए, निर्माता द्वारा उपलब्ध सबसे लंबी लंबाई वाले मैग्नेट ट्रैक सेक्शन का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

2. एनकोडर पर निर्णय लें

रैखिक मोटर प्रणाली डिज़ाइन करते समय दूसरा चरण रैखिक एनकोडर का चयन है। ऑप्टिकल या चुंबकीय रीड हेड सेंसर वाले इंक्रीमेंटल रैखिक एनकोडर सबसे आम हैं। अनुप्रयोग के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन और सटीकता वाले, और मशीन के वातावरण के लिए उपयुक्त एनकोडर का चयन करें।

एनकोडर फीडबैक आमतौर पर साइनसॉइडल एनालॉग या डिजिटल पल्स ट्रेन के माध्यम से सर्वो एम्पलीफायर को वापस भेजा जाता है। एक अन्य विकल्प हाई-स्पीड सीरियल एनकोडर फीडबैक है - जो उच्च डेटा दर, उच्च बिट रिज़ॉल्यूशन, बेहतर शोर प्रतिरोधकता, लंबी केबल लंबाई और व्यापक अलार्म जानकारी प्रदान करता है।

धारावाहिक संचार दो तरीकों से जुड़ता है।

एम्पलीफायर और एनकोडर के बीच सीधा संचार एम्पलीफायर के साथ संगत सीरियल एनकोडर प्रोटोकॉल वाले एनकोडर के साथ संभव है।

जहाँ एनकोडर का कोई सीरियल आउटपुट नहीं है (या जहाँ सीरियल आउटपुट प्रोटोकॉल एम्पलीफायर के साथ असंगत है), वहाँ सीरियल कनवर्टर मॉड्यूल का उपयोग किया जा सकता है। इस स्थिति में, मॉड्यूल एनकोडर से हॉल सेंसर सिग्नल के साथ एक एनालॉग सिग्नल स्वीकार करता है, एनालॉग सिग्नल को उप-विभाजित करता है, और इस सिग्नल डेटा को सर्वो एम्पलीफायर को सीरियल रूप से प्रेषित करता है। हॉल सेंसर डेटा का उपयोग पावरअप के समय और एनकोडर फीडबैक की पुष्टि के लिए किया जाता है।

कई रैखिक एनकोडर निर्माता अब पूर्ण रैखिक एनकोडर प्रदान करते हैं जो विभिन्न प्रकार के धारावाहिक संचार प्रोटोकॉल का समर्थन करते हैं, जिसमें तृतीय-पक्ष एम्पलीफायर निर्माताओं के स्वामित्व वाले प्रोटोकॉल भी शामिल हैं।

3. एम्पलीफायर चुनें

डिज़ाइन प्रक्रिया का तीसरा चरण सर्वो एम्पलीफायर का चयन है। एम्पलीफायर का आकार मोटर के अनुसार सही होना चाहिए।

प्लग एंड प्ले एक ऐसी सुविधा है जो केवल सर्वोमोटर और एम्पलीफायर दोनों बनाने वाले आपूर्तिकर्ताओं द्वारा ही उपलब्ध कराई जा सकती है। कुछ आपूर्तिकर्ता स्टार्टअप समय को कम करने और उचित कॉन्फ़िगरेशन सुनिश्चित करने के लिए प्लग एंड प्ले सुविधा प्रदान करते हैं।

कुछ सर्वो एम्पलीफायरों में स्वचालित मोटर पहचान और ट्यूनिंग-रहित मोड की सुविधा होती है, जिससे सर्वो सिस्टम को ट्यून करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। इस सॉफ़्टवेयर के साथ, मोटर विनिर्देश (ओवरलोड विशेषताओं सहित) पावर-अप पर मोटर से सर्वो एम्पलीफायर पर स्वचालित रूप से अपलोड हो जाते हैं। यह मोटर विनिर्देशों को इनपुट करते समय संभावित उपयोगकर्ता त्रुटि को दूर करता है, जिससे मोटर रनवे और फेजिंग त्रुटियों का जोखिम लगभग समाप्त हो जाता है।

4. समर्थन सदस्यों और बीयरिंगों का चयन करें

रैखिक मोटर प्रणाली डिजाइन को पूरा करने के लिए दो अंतिम डिजाइन चरण साथ-साथ चलते हैं: चौथा चरण रैखिक गति असर प्रणाली का चयन करना है, और पांचवां चरण समर्थन सदस्यों को डिजाइन करना है।

अधिकांश रैखिक मोटर असेंबलियों में दो महत्वपूर्ण संरेखण होते हैं: कुंडली और चुंबक पथ के बीच मोटर-से-चुंबक अंतराल दूरी, और एनकोडर रीड हेड और रैखिक स्केल के बीच अंतराल दूरी। संलग्न रैखिक एनकोडर का चयन करते समय बाद वाला मानदंड समाप्त हो जाता है।

सुझावों:

रैखिक गति बीयरिंगों को अंतराल सहिष्णुता को पूरा करने के लिए पर्याप्त परिशुद्धता प्रदान करनी चाहिए, जबकि समर्थन सदस्यों को घटकों को उचित रूप से स्थान देने और रैखिक बीयरिंगों और एनकोडर की समानांतरता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

इन मानदंडों के पूरा हो जाने के बाद, बियरिंग्स और सहायक तत्वों का चयन और डिज़ाइन अंततः मशीन की प्रदर्शन आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। उच्च सटीकता और परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन और उच्च सटीकता वाले एनकोडर के साथ-साथ उच्च-सटीकता वाले रैखिक बियरिंग्स की आवश्यकता होती है।

इन बियरिंग्स का आकार निर्धारित करते समय, लौह-कोर रैखिक मोटरों से जुड़े पेलोड और चुंबकीय आकर्षण बलों को ध्यान में रखें। कई मामलों में, रैखिक बियरिंग्स और चुंबकीय ट्रैक के सहायक अंग मशीन फ्रेम का अभिन्न अंग हो सकते हैं।