मोशन सिस्टम डिज़ाइन का विशिष्ट विन्यास

रैखिक गति कई चलती मशीनों के लिए केंद्रीय है, और रैखिक मोटर्स की प्रत्यक्ष-ड्राइव प्रकृति इन अनुप्रयोगों में समग्र मशीन डिजाइन को सरल बना सकती है। अन्य लाभों में बेहतर कठोरता शामिल है, क्योंकि रैखिक मोटर्स सीधे लोड पर तय की जाती हैं।

इन मोटरों (और उनके लिए आवश्यक परिधीय घटकों) को एकीकृत करना कठिन लग सकता है, लेकिन इस प्रक्रिया को पाँच सरल चरणों में तोड़ा 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 लाभ प्राप्त कर सकते हैं।

1. मोटर का प्रकार निर्धारित करें: आयरन कोर बनाम आयरनलेस

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 के कॉइल निर्माण को संदर्भित करता है, जिसमें आयरन-कोर लेमिनेशन होते हैं। एक विशिष्ट विन्यास में एक तरफा स्थिर चुंबक ट्रैक और एक चलती मोटर कॉइल या फोर्सर होता है। आयरन कोर उत्पन्न थ्रस्ट बल को अधिकतम करता है, और कॉइल और चुंबकों के बीच एक चुंबकीय आकर्षण बल बनाता 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 मंदी और निपटान में सुधार करके सिस्टम की आवृत्ति प्रतिक्रिया को भी बढ़ा सकता है।

दूसरी ओर, आकर्षण बल को सहायक सदस्यों और रैखिक बीयरिंगों से बढ़ी हुई भार क्षमता द्वारा उचित रूप से समर्थित किया जाना चाहिए। इससे मशीन की यांत्रिक डिजाइन स्वतंत्रता कम हो सकती है।

दूसरे आयरन-कोर रैखिक-मोटर विन्यास में चलती कुंडली के दोनों ओर स्थिर चुंबक ट्रैक की एक जोड़ी होती है। यह पेटेंटेड निर्माण चुंबकीय आकर्षण के प्रभावों को नकारता है जबकि प्रति क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में उच्चतम बल प्रदान करता है। संतुलित डिज़ाइन असर भार को कम करता है, जिससे छोटे रैखिक गति बीयरिंग का उपयोग करने और असर शोर को कम करने की अनुमति मिलती है।

मोशनसिस्टमडिजाइन कॉम मोटर्स ड्राइव्स 0111 लाभ लौह रहित मोटर्स: लौह रहित 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 ट्रैक एक चैनल बनाने के लिए जुड़े होते हैं जिसमें मोटर कॉइल (या फोर्सर) चलता है। यह मोटर कम वेग तरंग और उच्च त्वरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। आयरनलेस निर्माण की शून्य-आकर्षण बल और शून्य-कॉगिंग प्रकृति टॉर्क तरंग को कम करती है; त्वरण बढ़ जाता है क्योंकि कॉइल अपेक्षाकृत हल्का होता है।

दूसरा आयरनलेस विन्यास सिलेंडर के रूप में है। चुम्बकों को स्टेनलेस स्टील ट्यूब के अंदर रखा जाता है, और मोटर कॉइल सिलेंडर के चारों ओर घूमता है। यह विन्यास बॉलस्क्रू को बदलते समय उपयुक्त है, क्योंकि यह लगभग समान लिफाफे में बहुत अधिक गति और स्थिति सटीकता उत्पन्न करता है।

कुंडल आकार और ट्रैक लंबाई

कॉन्फ़िगरेशन चाहे जो भी हो, सभी रैखिक-मोटर कॉइल को अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार आकार दिया जाना चाहिए: लागू लोड, लक्ष्य चाल प्रोफ़ाइल, ड्यूटी चक्र, सटीकता, परिशुद्धता, सेवा जीवन और ऑपरेटिंग वातावरण। टिप: किसी विशेष अनुप्रयोग के लिए सर्वोत्तम मोटर प्रकार और आकार का चयन करने के लिए रैखिक-मोटर निर्माताओं और आकार देने वाले सॉफ़्टवेयर (जो अक्सर मुफ़्त होते हैं) से तकनीकी सहायता प्राप्त करें।

मैग्नेट ट्रैक सेक्शन कई लम्बाई में उपलब्ध हैं और इन्हें लक्ष्य यात्रा लंबाई प्राप्त करने के लिए अंत-से-अंत तक स्टैक किया जा सकता है, जिसमें कुल मैग्नेट लंबाई लगभग असीमित होती है। डिज़ाइन को सरल बनाने और लागत कम करने के लिए, निर्माता से उपलब्ध सबसे लंबी लंबाई वाले मैग्नेट ट्रैक सेक्शन का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

2. एनकोडर पर निर्णय लें

रैखिक मोटर प्रणाली को डिजाइन करते समय दूसरा चरण रैखिक एनकोडर का चयन करना है। सबसे आम ऑप्टिकल या चुंबकीय रीड हेड सेंसर वाले वृद्धिशील रैखिक एनकोडर हैं। एप्लिकेशन के लिए आवश्यक रिज़ॉल्यूशन और सटीकता के साथ एक एनकोडर का चयन करें, और एक जो मशीन के वातावरण के लिए उपयुक्त हो।

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

धारावाहिक संचार दो तरीकों से जुड़ते हैं।

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

जहाँ एनकोडर में 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 मामले में, मॉड्यूल हॉल सेंसर सिग्नल के साथ एनकोडर से एनालॉग सिग्नल स्वीकार करता है, एनालॉग सिग्नल को उपविभाजित करता है, और इस सिग्नल डेटा को सर्वो एम्पलीफायर को सीरियल रूप से संचारित करता है। हॉल सेंसर डेटा का उपयोग पावरअप पर और एनकोडर फीडबैक को सत्यापित करने 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, जिनमें तृतीय-पक्ष एम्पलीफायर निर्माताओं के स्वामित्व वाले प्रोटोकॉल भी शामिल हैं।

3. एम्प्लीफायर चुनें

डिजाइन प्रक्रिया में तीसरा चरण सर्वो एम्पलीफायर का चयन है। एम्पलीफायर का आकार मोटर के आधार पर सही होना चाहिए।

प्लग एंड प्ले एक ऐसी सुविधा है जो केवल उन आपूर्तिकर्ताओं द्वारा ही दी जा सकती है जो सर्वोमोटर्स और एम्पलीफायर दोनों बनाते हैं। कुछ आपूर्तिकर्ता स्टार्टअप समय को कम करने और उचित कॉन्फ़िगरेशन सुनिश्चित करने के लिए प्लग एंड प्ले प्रदान करते हैं।

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

4. सपोर्ट सदस्यों और बियरिंग्स का चयन करें

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

अधिकांश रैखिक मोटर असेंबलियों में दो महत्वपूर्ण संरेखण होते हैं: कॉइल और चुंबक ट्रैक 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।

एक बार ये मानदंड पूरे हो जाने के बाद, बीयरिंग और सहायक सदस्यों का चयन और डिजाइन 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, साथ ही उच्च सटीकता वाले रैखिक बीयरिंग की आवश्यकता होती है।

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