रैखिक मोटर और एक्ट्यूएटर अब बॉल स्क्रू और बेल्ट ड्राइव के साथ लागत-प्रतिस्पर्धी हैं और उन्नत पोजिशनिंग अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट रूप से बेहतर चपलता और बैंडविड्थ प्रदान करते हैं। नए माइक्रोमोटर्स और एक्ट्यूएटर पहले संभव नहीं होने वाले कार्यों को स्वचालित करने में मदद कर रहे हैं। डायरेक्ट लीनियर ड्राइव तेजी से सर्वो-नियंत्रित वायवीय सिलेंडरों की जगह ले रहे हैं, जिससे विश्वसनीयता और नियंत्रणीयता में योगदान मिलता है, जो एयर कंप्रेसर की लागत, शोर और रखरखाव से मुक्त है।

सेमीकंडक्टर उद्योग की आवश्यकताओं से प्रेरित होकर, रैखिक मोटर निर्माताओं ने लगातार सटीकता बढ़ाई है, कीमतें कम की हैं, कई मोटर प्रकार विकसित किए हैं, और स्वचालन उपकरणों में एकीकरण को सरल बनाया है। आधुनिक रैखिक मोटर 20g पीक त्वरण और 10-मीटर/सेकंड वेग प्रदान करते हैं, बेजोड़ गतिशील चपलता प्रदान करते हैं, रखरखाव को कम करते हैं, और अपटाइम को गुणा करते हैं। वे विशेषीकृत सेमीकंडक्टर उद्योग के उपयोग से आगे बढ़कर कई अनुप्रयोगों में उन्नत प्रदर्शन प्रदान करते हैं।

बॉल स्क्रू की तुलना में दस गुना अधिक गति और परिचालन जीवन के साथ, रैखिक प्रत्यक्ष ड्राइव प्रौद्योगिकी अक्सर उत्पादकता बढ़ाने वाले स्वचालन के लिए एकमात्र समाधान है।

गतिशील श्रेष्ठता

पारंपरिक पोजिशनिंग तंत्रों का गतिशील प्रदर्शन लीड स्क्रू, गियर ट्रेन, बेल्ट ड्राइव और लचीले कपलिंग द्वारा सीमित होता है, जो हिस्टैरिसिस, बैकलैश और घिसाव पैदा करते हैं। इसी तरह, वायवीय एक्ट्यूएटर पिस्टन द्रव्यमान और पिस्टन-सिलेंडर घर्षण के साथ-साथ वायु संपीडनशीलता से ग्रस्त होते हैं, जो सर्वो नियंत्रण जटिलता पैदा करता है। रैखिक मोटर और एक्ट्यूएटर पारंपरिक पोजिशनर्स के द्रव्यमान और जड़त्व को बहा देते हैं, और इन मूलभूत सीमाओं से मुक्त होकर, बेजोड़ गतिशील कठोरता प्रदान करते हैं।

प्रत्यक्ष ड्राइव बल निर्माण रैखिक मोटरों और एक्ट्यूएटर्स को वैकल्पिक पोजिशनिंग तंत्रों के साथ अनुपलब्ध बंद-लूप बैंडविड्थ प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। मोटर और एक्ट्यूएटर आधुनिक नियंत्रकों का पूरा लाभ उठाने में सक्षम हैं। इन नियंत्रकों को उच्च लूप लाभ संचालन के लिए ट्यून किया जाता है, जिससे व्यापक बैंडविड्थ नियंत्रण, तेज़ सेटलमेंट और क्षणिक गड़बड़ी से तेज़ी से रिकवरी प्राप्त होती है।

रैखिक मोटर और एक्ट्यूएटर मिलीमीटर दूरी की चाल बनाने में उत्कृष्ट हैं जो स्थैतिक घर्षण क्षेत्र में संचालित होते हैं। उनका कम द्रव्यमान और न्यूनतम स्थैतिक घर्षण यात्रा शुरू करने के लिए आवश्यक ड्राइव बल को कम करता है, और रुकने पर ओवरशूट को रोकने में नियंत्रण प्रणाली के कार्य को सरल बनाता है। ये विशेषताएँ प्रत्यक्ष ड्राइव मोटर और एक्ट्यूएटर को माइक्रोस्कोप स्लाइड को स्कैन करने में सक्षम बनाती हैं, उदाहरण के लिए, और केवल मिलीमीटर की दूरी पर कलाकृतियों के XY स्थानों को चार्ट करती हैं।

तीव्र दोहराव वाली गति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग रैखिक एक्ट्यूएटर की उच्च बैंडविड्थ का उपयोग बॉलस्क्रू या बेल्ट ड्राइव के थ्रूपुट को दोगुना करने के लिए कर सकते हैं। मशीनें जो सामग्री के रोल को लंबाई में काटती हैं (कागज़, प्लास्टिक, यहाँ तक कि डायपर भी) सामग्री प्रवाह को रोके बिना संचालन करके थ्रूपुट को अधिकतम करती हैं। तुरंत काटने के लिए, ऐसी मशीनें सामग्री प्रवाह के साथ तालमेल बिठाने के लिए कटिंग ब्लेड को गति देती हैं, सामग्री की गति से कटिंग स्थान तक जाती हैं, और फिर कट शुरू करती हैं। काटने के बाद, ब्लेड को अगले राउंड-ट्रिप कटिंग चक्र की प्रतीक्षा करने के लिए उसके शुरुआती बिंदु पर वापस लाया जाता है।

रैखिक मोटर के प्रकार

तीन बुनियादी रैखिक मोटर विन्यास उपलब्ध हैं: फ्लैट बेड, यू-चैनल और ट्यूबलर मोटर। प्रत्येक मोटर के अपने अंतर्निहित लाभ और सीमाएँ हैं।

फ्लैट बेड मोटर, असीमित यात्रा और उच्चतम ड्राइव बल प्रदान करते हुए, लोड ले जाने वाले बल और मोटर के स्थायी चुंबक ट्रैक के बीच काफी और अवांछनीय चुंबकीय आकर्षण उत्पन्न करते हैं। इस आकर्षण बल के लिए बीयरिंग की आवश्यकता होती है जो अतिरिक्त भार का समर्थन करते हैं।

यू-चैनल मोटर, अपने लौह-रहित कोर के साथ, कम जड़त्व रखती है, इसलिए अधिकतम चपलता रखती है। हालाँकि, फोर्सर के लोड ले जाने वाले चुंबकीय कॉइल यू-चैनल फ्रेम के भीतर गहराई तक जाते हैं, जिससे गर्मी हटाने में बाधा आती है।

ट्यूबलर लीनियर मोटर मजबूत, तापीय रूप से कुशल और स्थापित करने में सबसे सरल होते हैं। वे बॉलस्क्रू और न्यूमेटिक पोजिशनर्स के लिए ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन प्रदान करते हैं। ट्यूबलर मोटर के स्थायी चुंबक एक स्टेनलेस स्टील ट्यूब (थ्रस्ट रॉड) में संलग्न होते हैं, जो दोनों सिरों पर समर्थित होते हैं। अतिरिक्त थ्रस्ट रॉड सपोर्ट के बिना, लोड यात्रा थ्रस्ट रॉड व्यास के आधार पर 2 से 3 मीटर तक सीमित होती है।

तीनों मोटर प्रकारों में से, ट्यूबलर मोटर मुख्यधारा के औद्योगिक उपयोग के लिए सबसे उपयुक्त हैं। ट्यूबलर लीनियर मोटरों ने एक मौलिक इंजीनियरिंग नवाचार से बहुत लाभ प्राप्त किया है। कोपले कंट्रोल्स की लीनियर मोटरें पारंपरिक बाहरी लीनियर एनकोडर को इंटीग्रल हॉल सेंसर से बदल देती हैं। एक पेटेंटेड चुंबकीय सर्किट हॉल-इफेक्ट सेंसर को रिज़ॉल्यूशन और दोहराव में लगभग दस गुना सुधार प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।

चूंकि रैखिक एनकोडर की लागत लगभग रैखिक मोटर जितनी ही हो सकती है, इसलिए उन्हें खत्म करना एक बड़ी लागत में कमी है। यह ऑटोमेशन सिस्टम में रैखिक मोटर एकीकरण को भी सरल बनाता है, क्योंकि समर्थन और संरेखित करने के लिए कोई बारीक एनकोडर नहीं है। अन्य लाभों में मजबूती, निर्भरता और संरक्षित वातावरण के लिए एनकोडर की आवश्यकता से मुक्ति शामिल है।

ट्यूबलर लीनियर मोटर्स को शक्तिशाली, बहुमुखी डायरेक्ट ड्राइव लीनियर एक्ट्यूएटर में बदला जा सकता है। एक्ट्यूएटर अवतार में, फोर्सर स्थिर रहता है (मशीन फ्रेम पर बोल्ट किया जाता है), जबकि लोड पोजिशनिंग थ्रस्ट रॉड फोर्सर के भीतर लगे कम घर्षण, स्नेहन-मुक्त बीयरिंग पर यात्रा करता है। बॉल स्क्रू और बेल्ट ड्राइव से बेहतर प्रदर्शन करने के अलावा, लीनियर एक्ट्यूएटर प्रोग्रामेबल सर्वो-न्यूमेटिक पोजिशनिंग सिस्टम का एक उच्च-प्रदर्शन विकल्प है।

ट्यूबलर लीनियर मोटर दो स्वतंत्र फोर्सर के साथ उत्पादकता दोगुनी करने के लिए खुद को उधार देते हैं जो एक ही थ्रस्ट रॉड पर काम करते हैं। प्रत्येक फोर्सर का अपना सर्वो ड्राइव होता है, और दूसरे से पूरी तरह स्वतंत्र होकर यात्रा कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक फोर्सर लोड कर सकता है, जबकि दूसरा अनलोड करता है। यह तकनीक तेज़ गति से चलने वाले कन्वेयर से एक बार में दो आइटम उठाकर और उन्हें दूसरे कन्वेयर पर सटीकता के साथ रखकर थ्रूपुट को दोगुना कर सकती है।

इसी तरह, एक ही थ्रस्ट रॉड पर काम करने वाले कई फोर्सर ड्राइव फोर्स को दोगुना, तिगुना या चौगुना भी कर सकते हैं। फोर्सर को एक ही कंट्रोलर द्वारा संचालित किया जा सकता है।

रैखिक मोटर लोड-कैरींग फोर्स लंबे समय तक चलने वाले, सिंगल रेल बियरिंग पर चलती है। इसके विपरीत, बॉलस्क्रू रोटरी-टू-लीनियर रूपांतरण तंत्र में पहनने के अतिरिक्त स्रोत शामिल होते हैं जो प्रदर्शन को कम करते हैं और जीवन को छोटा करते हैं।

रैखिक एक्ट्यूएटर थ्रस्ट रॉड फोर्सर में लगे लंबे समय तक चलने वाले, स्नेहन-मुक्त बीयरिंग पर फिसलती है। यह अंतर्निहित सरलता एक्ट्यूएटर को 10 मिलियन ऑपरेटिंग चक्र देने में सक्षम बनाती है। एक्ट्यूएटर बीयरिंग स्व-संरेखित होते हैं, जिससे स्थापना आसान हो जाती है। एक्ट्यूएटर ड्राइव बल सीधे थ्रस्ट रॉड पर लगाया जाता है, जिससे त्वरण और प्रतिक्रिया में सुधार होता है।

फोर्सर में एकीकृत सॉलिड स्टेट सेंसर द्वारा बाहरी एनकोडर की जगह लेने के बाद, डायरेक्ट ड्राइव मोटर और एक्ट्यूएटर बहुत ही सरल दो-घटक उपकरण बन जाते हैं। फोर्सर और थ्रस्ट रॉड दोनों ही स्वाभाविक रूप से बहुत मजबूत घटक हैं, जो मोटर और एक्ट्यूएटर को अंतर्राष्ट्रीय IP67 वॉशडाउन रेटिंग के अनुरूप बनाने में सक्षम बनाता है।

पीसने वाले गियर और घूमने वाले लीड स्क्रू की अनुपस्थिति रैखिक मोटरों और एक्ट्यूएटर्स को कम शोर संचालन की बढ़ती महत्वपूर्ण योग्यता प्रदान करती है। OSHA यूरोपीय औद्योगिक संहिताओं के नक्शेकदम पर चल रहा है, जो कार्यस्थल के शोर पर लगातार सख्त नियम लागू करते हैं। प्रयोगशाला और अस्पताल के वातावरण में शांत संचालन पहले से ही महत्वपूर्ण है; यह चिंता तेजी से व्यापक होती जाएगी क्योंकि OSHA अपने नियम को अन्य उत्पादन वातावरणों तक विस्तारित करता है।