सटीक संचालन के लिए महत्वपूर्ण डिजाइन तत्वों की श्रृंखला में पांच लिंक की समीक्षा करें।

एक रैखिक गति प्रणाली केवल मैकेनिकल और इलेक्ट्रोमैकेनिकल तत्वों की श्रृंखला में सबसे समझौता करने वाले लिंक के रूप में मजबूत है। प्रत्येक घटक और सुविधा को समझना (और डिजाइन आउटपुट पर इसका प्रभाव) निर्णयों में सुधार करता है और अंतिम डिजाइन पूरी तरह से आवेदन मांगों को पूरा करता है। आखिरकार, सिस्टम बैकलैश, सटीकता, और अन्य प्रदर्शन पहलुओं को लीडस्क्रू, एंटी-बैकलैश नट, कपलिंग, मोटर और नियंत्रण रणनीति के डिजाइन और निर्माण में तत्वों का पता लगाया जा सकता है।

सभी डिजाइन के लिंक में विशेषज्ञता रखने वाले रैखिक-गति आपूर्तिकर्ताओं के साथ काम करना शीर्ष डिजाइन प्रदर्शन प्राप्त करने का सबसे अच्छा तरीका है। अंततः, अनुकूलित मोशन कंट्रोल सिस्टम एक उच्च-प्रदर्शन स्पोर्ट्स कार की तरह हैं, अपने सभी तत्व अच्छी तरह से संतुलित होंगे ... जिसके लिए सही आकार मोटर + सही ट्रांसमिशन + सही टायर + महान नियंत्रण सुविधाएँ (जैसे एंटीलॉक ब्रेक और ट्रैक्शन कंट्रोल) = महान प्रदर्शन।

शीर्ष प्रदर्शन की आवश्यकता वाले डिजाइनों के कुछ उदाहरणों पर विचार करें। कुछ प्रकार के 3 डी प्रिंटिंग में, परत के प्रस्तावों को 10 माइक्रोन प्रति परत के रूप में कम धकेल दिया जा रहा है। चिकित्सा उपकरणों में, डिस्पेंसिंग इकाइयों को लाइफसेविंग दवाओं का उत्पादन करना चाहिए और माइक्रोलिटर्स को नीचे खुराक को नियंत्रित करना चाहिए। एक ही प्रकार की तंग सटीकता ऑप्टिकल और स्कैनिंग उपकरण, चिप और वेफर प्रसंस्करण उपकरण में अर्धचालक उद्योग में और प्रयोगशाला-स्वचालित स्थान में देखी जा सकती है।

घटक चयन और एकीकरण के लिए एक समग्र दृष्टिकोण के साथ निर्मित केवल रैखिक गति डिजाइन इन कभी-कभी उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। अक्सर इन बिल्ड्स के लिए सबसे उपयुक्त समाधान एक मोटर-चालित पेंच और उपयुक्त नियंत्रण वास्तुकला के साथ अखरोट है। तो आइए इस प्रकार के रैखिक विधानसभा में प्रत्येक लिंक के लिए प्रमुख विचारों और प्रदर्शन विशेषताओं पर विचार करें।

लिंक एक: लीडस्क्रू और अखरोट की गुणवत्ता

लीडस्क्रूज़ दशकों से विभिन्न रूपों में अखरोट के डिजाइनों और सामग्रियों की एक सरणी के साथ हैं। उस समय के लिए, लीडस्क्रूज़ के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली मशीनों को मैन्युअल रूप से समायोजित किया गया था - मशीन की क्षमता और ऑपरेटर के कौशल स्तर तक गुणवत्ता को सीमित करना। अधिकांश निर्माता आज भी इस प्रकार के उपकरणों का उपयोग करते हैं, लेकिन आधुनिक स्वचालित प्रक्रियाएं लीडस्क्रू गुणवत्ता को अगले स्तर तक ले जा रही हैं।

उदाहरण के लिए, इस तरह के संचालन सबसे सुसंगत लीडस्क्रू थ्रेड फॉर्म प्राप्त करने के लिए रोल-थ्रेडिंग प्रक्रिया के लिए एक सीएनसी-नियंत्रित इन्फीड, तिरछा समायोजन और दबाव नियंत्रण का उपयोग करते हैं। इन लीडस्क्रूज की सतह खत्म लगातार चिकनी और सतह के घर्षणों से मुक्त होती है जो बहुलक नट्स में फाड़ सकते हैं ... अभूतपूर्व प्रणाली सटीकता और जीवन के लिए।

इसी समय, उन्नत मेट्रोलॉजी और निरीक्षण तकनीकें जो लीडस्क्रू थ्रेड्स के रूप और आकार का पता लगाती हैं, वे प्वाइंट-टू-पॉइंट लीड सटीकता में परिणाम दिखाती हैं जो पारंपरिक मैनुअल तरीकों की तुलना में तीन गुना बेहतर हैं। यह लगातार एक स्क्रू की लंबाई पर 0.003 इंच ./ft तक लीड सटीकता रखता है।

परिवहन-प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए कुछ ऑब्जेक्ट पॉइंट को एक अक्ष के साथ इंगित करने के लिए, प्रत्येक 300 मिमी या छह इंच में लीड सटीकता की जाँच करने की पारंपरिक विधि पर्याप्त है। लेकिन उच्चतम सटीक अनुप्रयोगों के लिए, प्रत्येक शाफ्ट थ्रेड की सटीकता प्रासंगिक है। उपयुक्त थ्रेड ज्यामिति से विचलन को थ्रेड के नशे के रूप में जाना जाता है।

नए स्वचालित सीएनसी विनिर्माण उपकरण, प्रक्रियाएं, और विस्तृत निरीक्षण विधियां सख्त नियंत्रण और गुणवत्ता का उत्पादन करती हैं ताकि एक व्यक्तिगत थ्रेड के भीतर उच्च और निम्न बिंदु दिखाया जाए, जो उप-रोटेशन सटीकता में बहुत सुधार हुआ है-दूसरे शब्दों में, कम नशे में। यह बदले में लीडस्क्रूज को 1 माइक्रोन तक एकल रोटेशन पर पोजिशनिंग रिपीटबिलिटी को पकड़ने में मदद करता है। यह अर्धचालक उद्योग के लिए महंगे वेफर्स और चिप्स को संसाधित करने और एक सिरिंज पंप में दवाओं को सटीक रूप से फैलाने जैसे अनुप्रयोगों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण प्रदर्शन मीट्रिक है।

थ्रेड रोलिंग के बाद, उन्नत स्क्रू आपूर्तिकर्ता त्रुटियों और रनआउट को कम करने के लिए एक स्वचालित के साथ पेंच शाफ्ट को सीधा करते हैं जो कंपन, शोर और समय से पहले पहनने का कारण बन सकता है। स्क्रू-शाफ्ट स्ट्रेटनेस महत्वपूर्ण है क्योंकि मोटर के साथ इकट्ठे होने पर किसी भी त्रुटि को उच्चारण किया जाता है। इसके विपरीत, स्क्रू स्ट्रेटनिंग के पारंपरिक (मैनुअल) तरीके स्क्रू-शाफ्ट ज्यामिति में एक स्नो-कॉने प्रभाव का उत्पादन कर सकते हैं-एक एकल आर्क या कई मेहराब के रूप में जो लंबे शाफ्ट अक्ष के आसपास कॉर्कस्क्रू। फिर से, स्वचालित सीधा और निरीक्षण इन त्रुटियों को समाप्त कर देता है जिसके परिणामस्वरूप स्थिर स्क्रू प्रदर्शन होता है।

लीडस्क्रूज़ के उत्पादन में अंतिम चरण एक पीटीएफई कोटिंग का अनुप्रयोग है। केवल एक सुसंगत चिकनी खत्म लंबे जीवन और सिस्टम प्रदर्शन प्रदान करता है। PTFE के असंगत अनुप्रयोग (एक सबप्टिमल कोटिंग वातावरण या उपकरणों के परिणामस्वरूप) पिटिंग, विदर, बुलबुले, फ्लेकिंग, या सतह खुरदरापन को बढ़ा सकता है जो अखरोट और छोटे विधानसभा जीवन में समय से पहले पहनने का कारण बनता है।

लिंक दो: अखरोट और पेंच की बातचीत

पारंपरिक एंटी-बैकलैश नट एक मल्टी-पीस डिज़ाइन का उपयोग करते हैं, जिसमें उंगलियों को बंद करने और पेंच और अखरोट के बीच फिट को नियंत्रित करने के लिए अखरोट के साथ एक कोलेट को ले जाने के लिए एक कॉइल स्प्रिंग की आवश्यकता होती है।

इन डिजाइनों में विफलता में योगदान करने वाली समस्याएं वसंत के छिटपुट और परिवर्तनीय बल हैं, अखरोट पर कोलेट की छड़ी-पर्ची, और अखरोट की सामग्री पहनने के रूप में दबाव में उतार-चढ़ाव। इसके विपरीत, निरंतर बल देने के लिए डिज़ाइन किए गए एक वैकल्पिक अखरोट में एक सरलीकृत दो-टुकड़ा डिजाइन शामिल है जो एक रेडियल फैशन में अखरोट की उंगलियों पर दबाव लागू करता है जो कि अखरोट और पेंच के बीच निकासी या खेलने के लिए आवश्यक दिशा है।

एक एंटी-बैकलैश लीडस्क्रू नट के लिए पारंपरिक कॉइल स्प्रिंग और कोलेट डिज़ाइन पर विचार करें। यहां, एक चर बल कॉइल स्प्रिंग अक्षीय बल उत्पन्न करता है जो यांत्रिक हस्तक्षेप के माध्यम से रेडियल बल में परिवर्तित होता है। डिजाइन उंगलियों पर समान रूप से बल लागू करने के लिए इंजेक्शन ढाला घटकों पर निर्भर करता है। बेंचमार्क परीक्षण इस बात की पुष्टि करता है कि पहले 1,000 चक्रों में नाटकीय रूप से परिवर्तन के प्रीलोड।

इसके विपरीत, कुछ निरंतर-बल एंटी-बैकलैश लीडस्क्रू नट बैकलैश प्रदर्शन प्रदान करते हैं जो कि लैब ऑटोमेशन ग्राहक के एफडीए परीक्षण द्वारा मान्य पारंपरिक डिजाइनों की तुलना में दो से चार गुना बेहतर है। एक निरंतर बल वसंत डिजाइन अक्ष के जीवन पर लगातार पूर्व-लोड सुनिश्चित करता है। चिकनाई और बढ़ी हुई दक्षता के लिए PTFE के साथ स्व-चिकनाई अखरोट सामग्री।

निरंतर-बल एंटी-बैकलैश लीडस्क्रू नट के सबसे बड़े लाभों में से एक वसंत और अन्य मापदंडों के समायोजन के साथ एक आवेदन के लिए उनकी क्षमता है। यह ट्यूनिंग प्रीलोड, बैकलैश, ड्रैग फोर्स और रनिंग क्लीयरेंस के अनुकूलन के लिए आवश्यक चश्मे को पूरा करने की अनुमति देता है। प्रत्येक पेंच और अखरोट संयोजन, प्रत्येक पूर्ण मोटर और स्क्रू असेंबली के साथ, सत्यापन और अंतिम निरीक्षण के दौरान इनमें से प्रत्येक प्रदर्शन विशेषताओं के लिए परीक्षण किया जा सकता है।

लिंक तीन: ड्राइव करने के लिए युग्मित या प्रत्यक्ष कनेक्शन

श्रृंखला में अगला लिंक यह है कि स्क्रू मोटर से कैसे जुड़ा होता है। तीन बुनियादी तरीके हैं जो इसे पूरा किया जा सकता है।

पहला सबसे पारंपरिक विधि है जहां एक युग्मक को विधानसभा में पेंच के बीच घटक के रूप में पेश किया जाता है और एक विस्तारित स्टड शाफ्ट के साथ निर्मित एक मोटर को इस डिजाइन को युग्मक की लंबाई और किसी भी संबद्ध अनुलग्नक आवास के लिए अधिक स्थान की आवश्यकता होती है, और यह भी संरेखण मुद्दे बना सकते हैं। घटकों की बढ़ी हुई संख्या के कारण, सब कुछ सेंटरलाइन पर रखना अधिक कठिन है। यदि एक या अधिक घटक गोल या संरेखण से बाहर हैं, तो परिणाम एक सीएएम प्रकार का प्रभाव हो सकता है जो प्रदर्शन और सिस्टम के जीवन को बहुत प्रभावित करता है।

दूसरी विधि एक बोल्ट के साथ (पीछे से) जगह में यंत्रवत् सुरक्षित करने के लिए पेंच को एक पतला बोर में डालती है। इस तरह की विधानसभा उन मोटर्स पर आम है जिन्हें लगातार रखरखाव की आवश्यकता होगी - और डिस्सैबली और रीसेसबली के लिए एक त्वरित विधि। दोष यह है कि संरेखण को पकड़ना मुश्किल है और एक बर्फ-शंकु प्रभाव को बढ़ा सकता है जो स्क्रू की लंबाई पर अशुद्धियों को बढ़ाता है। इसके अलावा, स्क्रू में यह स्नो-कोन वॉबल पहनने के बिंदु बनाता है जो रखरखाव और समय से पहले प्रणाली की विफलता की आवश्यकता को बढ़ा सकता है।

तीसरी विधि मोटर के भीतर एक खोखले शाफ्ट के लिए पेंच का सीधा फिट है और मोटर के पीछे एक लेजर वेल्ड के साथ पेंच को चिपकाए। यह विधि मोटर के साथ पेंच के फिट में अधिकतम सगाई सुनिश्चित करती है जिसके परिणामस्वरूप उच्चतम सटीकता संरेखण संभव है। कुछ मामलों में, वेल्ड को एक औद्योगिक चिपकने वाला के साथ बदल दिया जा सकता है जो पेंच और मोटर के बीच एक स्थायी बंधन बनाता है। यह विधानसभा विधि भी पेंच में कम से कम रनआउट प्रदान करके सटीकता का उच्चतम स्तर प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप विस्तारित जीवन होता है और रखरखाव की आवश्यकता को कम करता है।

लीडस्क्रू, अखरोट और युग्मन संरेखण का अनुकूलन पूरे सिस्टम के जीवन को बढ़ाता है। सिस्टम में अन्य तत्वों के साथ तुलना के लिए एक आधार रेखा के रूप में, विभिन्न लीडों के साथ विभिन्न प्रकार के झुकाव में परीक्षण, और लोड और गति की एक श्रृंखला के साथ। परिणामों ने यात्रा जीवन को 40 बार मानक L10 असर जीवन से अधिक दिखाया है।

दूसरे शब्दों में, पारंपरिक मोटर-और-लीडस्क्रू सेटअप में कई घटक शामिल होते हैं जिन्हें विधानसभा की आवश्यकता होती है और संरेखित करना मुश्किल होता है। वे खेल और सहिष्णुता के ढेर का परिचय देते हैं जो सटीकता को कम करते हैं और विफलता की क्षमता को बढ़ाते हैं। उच्च घटक गणना भी उच्च समग्र विधानसभा लागत के लिए बनाती है। लेकिन एकीकृत हाइब्रिड रैखिक एक्ट्यूएटर सेटअप में एक लीडस्क्रू शामिल है जो संरेखित और मोटर के साथ सीधे तय किया गया है - कम घटकों के लिए। यह अधिक कठोरता, सटीकता और विश्वसनीयता के साथ -साथ समग्र डिजाइन मूल्य के लिए बनाता है।

लिंक चार: मोटर प्रकार और डिजाइन का चयन

रैखिक एक्ट्यूएटर्स मोटर विकल्पों की पसंद के साथ आते हैं, जिसमें सबसे आम मोटर विकल्प एक ओपन लूप स्टेपर होते हैं, एक बंद लूप संस्करण या तो एक बोर्ड माउंटेड कंट्रोल या एक औद्योगिक रूप से संलग्न स्मार्ट स्टेपर का उपयोग करते हुए, और अंतिम रूप से एक ब्रशलेस डीसी (बीएलडीसी) मोटर। प्रत्येक का अपना प्रदर्शन प्रस्ताव या गति और लोड क्षमताएं हैं, और प्रत्येक भी लागत, एकीकरण, नियंत्रण, और अधिक के आसपास पेशेवरों और विपक्षों के अपने सेट के साथ आता है, जिसे हम बाद में कवर करते हैं।

मोटर के रैखिक गति प्रदर्शन पर सबसे बड़ा प्रभाव मोटर के आंतरिक डिजाइन पर हुड के नीचे एक नज़र की आवश्यकता होती है। विशिष्ट सामान्य-उद्देश्य मोटर्स एक लहराती वॉशर का उपयोग करते हैं जो बीयरिंग और विधानसभा को जगह में रखने के लिए करते हैं। यह आमतौर पर रोटरी अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है और अक्सर रैखिक पर भी लागू किया जा सकता है। हालांकि, लहराती वाशर मोटर के भीतर अनुपालन की मात्रा के लिए प्रदान करते हैं जो कि अक्षीय या रैखिक खेल की छोटी मात्रा को बढ़ा सकते हैं जो रैखिक स्थिति की अशुद्धि में अनुवाद करते हैं।

इसे कम करने के लिए, एक या दोनों दो तत्वों को डिजाइन में संशोधित किया जा सकता है। असेंबली की थ्रस्ट लोड क्षमता को बढ़ाने के लिए बड़े बीयरिंगों को डाला जा सकता है, और एक स्पैनर अखरोट को जोड़ा जा सकता है और सिस्टम से बाहर खेलने के लिए एक पूर्व निर्धारित टोक़ विनिर्देश में समायोजित किया जा सकता है।

लिंक पांच: नियंत्रण विकल्पों की पसंद

अंतिम लिंक जो सभी तत्वों को एक साथ खींचता है, वह यह है कि भौतिक रैखिक गति को कैसे निर्देशित और नियंत्रित किया जाना है। परंपरागत रूप से इसके लिए एक एम्पलीफायर और नियंत्रक सहित कई अलग -अलग टुकड़ों की आवश्यकता होगी। प्रत्येक को प्रतिक्रिया के लिए एक कैबिनेट और संबंधित हार्डवेयर, वायरिंग, एनकोडर और सेंसर की आवश्यकता होगी। ये सेटअप स्थापित करने, समस्या निवारण और संचालित करने के लिए जटिल और बोझिल हो सकते हैं।

ऑफ-द-शेल्फ स्मार्ट मोटर सॉल्यूशंस के उद्भव ने वायरिंग को सरल बनाने और स्टेप-सर्वो प्रकार के प्रदर्शन और नियंत्रण प्राप्त करने से जुड़े कनेक्टर्स और सेंसर की संख्या को कम करने के लिए काम किया है। यह कम घटक की गिनती के साथ -साथ कम समय और इंस्टॉल से जुड़े श्रम के लिए लागत बचत प्रदान करता है। ये मोटर्स प्रेस्सेम्बल्ड इंडस्ट्रियलाइज्ड पैकेज में भी आते हैं जो बोर्ड को सील करते हैं और इम्प्रूव की रक्षा करते हैं और रेटिंग के साथ दुरुपयोग या संदूषण से IP65 या IP67 तक नियंत्रण करते हैं।

जब किसी एप्लिकेशन को विशिष्ट अनुकूलित सुविधाओं की आवश्यकता होती है, तो स्थान और आकार के विचारों को कम कर दिया जाता है, या कम लागत एक महत्वपूर्ण ड्राइवर है, एक कस्टम अननैसेप्टेड आईपी 20 मोटर-माउंटेड बोर्ड नियंत्रण एक उपयोगी विकल्प है। यह विशेष रूप से स्टाइल हाउसिंग या उपकरणों में रखे गए बड़े-वॉल्यूम एप्लिकेशन के लिए सच है। इस तरह के एक्ट्यूएटर्स स्मार्ट मोटर्स (आमतौर पर पर्याप्त लागत बचत पर) के फायदे प्रदान करते हैं और नियंत्रण मास्टर या पीएलसी के साथ आसान और तेज संचार के लिए मोटर पर सही है।