रैखिक मोटर्स प्रोलिफेरिंग कर रहे हैं। वे मशीनों को पूर्ण उच्चतम सटीकता और गतिशील प्रदर्शन देते हैं।

लीनियर मोटर्स स्थिति के लिए बहुत जल्दी और सटीक हैं, लेकिन मशीन हेड और स्लाइड के लिए धीमी, निरंतर-ट्रैवर्स गति के साथ-साथ टूल और पार्ट-हैंडलिंग सिस्टम के लिए भी सक्षम हैं। विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग - लेजर सर्जरी, दृष्टि निरीक्षण, और बोतल और सामान हैंडलिंग - रैखिक मोटर्स का उपयोग करें क्योंकि वे बेहद विश्वसनीय हैं, थोड़ा रखरखाव की आवश्यकता होती है, और उत्पादन चक्रों में सुधार होता है।

उच्च गति और बल

रैखिक मोटर्स को सीधे उनके लोड के लिए युग्मित किया जाता है, जो युग्मन घटकों के एक मेजबान को समाप्त करता है - यांत्रिक कपलिंग, पुली, टाइमिंग बेल्ट, बॉल्सक्रूज़, चेन ड्राइव, और रैक और पिनियन, कुछ नाम करने के लिए। यह बदले में लागत को कम करता है और यहां तक ​​कि बैकलैश भी करता है। रैखिक मोटर्स भी लगातार गति, सैकड़ों मिलियन चक्रों के लिए सटीक स्थिति, और उच्च गति के लिए अनुमति देते हैं।

रैखिक मोटर्स के साथ प्राप्य विशिष्ट गति भिन्न होती है: पिक एंड प्लेस मशीन (जो बहुत सारी छोटी चालें बनाते हैं) और निरीक्षण उपकरण का उपयोग करेंरैखिक स्टेपर्स60 की गति के साथ ।/sec; फ्लाइंग-शियर एप्लिकेशन और पिक और प्लेस मशीनें जो लंबे समय तक चलती हैंकोग-मुक्त ब्रशलेस200 इंच की गति के लिए रैखिक मोटर्स;/sec; रोलर कोस्टर, वाहन लॉन्चर और लोग मूवर्स रैखिक का उपयोग करते हैंएसी प्रेरण2,000 इंच तक गति प्राप्त करने के लिए मोटर्स।

एक अन्य कारक जो निर्धारित करता है कि कौन सा रैखिक-मोटर तकनीक सबसे अच्छी है: एप्लिकेशन लोड को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल। एप्लिकेशन के त्वरण प्रोफ़ाइल के साथ लोड या द्रव्यमान अंततः इस बल को निर्धारित करता है।

प्रत्येक आवेदन विभिन्न चुनौतियों को प्रस्तुत करता है; हालांकि, सामान्य तौर पर, पार्ट-ट्रांसफर सिस्टम 220 एन या 50 एलबी के साथ बलों के साथ रैखिक स्टेपर का उपयोग करते हैं; सेमीकंडक्टर, लेजर कटिंग, वॉटर-जेट कटिंग, और रोबोटिक्स 2,500 एन तक ब्रशलेस कोग-फ्री मोटर्स का उपयोग करते हैं; कन्वेयर सिस्टम 2,200 एन के लिए रैखिक एसी इंडक्शन मोटर्स का उपयोग करते हैं; और ट्रांसफर लाइन और मशीन टूल्स 14,000 एन में आयरन-कोर ब्रशलेस मोटर्स का उपयोग करते हैं। ध्यान रखें कि प्रत्येक एप्लिकेशन अलग है और निर्माता एप्लिकेशन इंजीनियर आमतौर पर इस विनिर्देश चरण में सहायता प्रदान करते हैं।

गति और बल के अलावा अन्य कारक मौजूद हैं। उदाहरण के लिए, कन्वेयर सिस्टम अपनी यात्रा की लंबी लंबाई के कारण रैखिक एसी इंडक्शन मोटर्स का उपयोग करते हैं, और स्थायी मैग्नेट के बिना एक निष्क्रिय माध्यमिक होने के फायदे। लेजर आई सर्जरी और अर्ध-कंडक्टर फैब्रिकेशन जैसे एप्लिकेशन यात्रा की सटीकता और चिकनाई के लिए ब्रशलेस कॉग-फ्री का उपयोग करते हैं।

मूल प्रचालन

रैखिक मोटर्स दो इलेक्ट्रोमैग्नेट बलों की बातचीत के माध्यम से संचालित होते हैं - वही मूल इंटरैक्शन जो एक रोटरी मोटर में टोक़ पैदा करता है।

एक रोटरी मोटर को काटने की कल्पना करें और फिर इसे बाहर निकाल दें: यह एक रैखिक मोटर की ज्यामिति का एक मोटा विचार देता है। टॉर्क के लिए एक घूर्णन शाफ्ट के लिए लोडिंग लोड के बजाय, लोड रैखिक आंदोलन और बल के लिए एक फ्लैट चलती कार से जुड़ा हुआ है। संक्षेप में, टोक़ काम की अभिव्यक्ति है जो एक रोटरी मोटर प्रदान करता है, जबकि बल रैखिक मोटर कार्य की अभिव्यक्ति है।

शुद्धता

आइए हम पहले एक पारंपरिक रोटरी स्टेपर सिस्टम पर विचार करें: प्रति इंच 5 क्रांतियों की पिच के साथ एक गेंदबिज से जुड़ा हुआ है, सटीकता लगभग 0.004 से 0.008 इंच, या 0.1 से 0.2 मिमी है। एक सर्वोमोटर द्वारा संचालित एक रोटरी सिस्टम 0.001 से 0.0001 में सटीक है।

इसके विपरीत, एक रैखिक मोटर सीधे अपने लोड पर युग्मित सटीकता को 0.0007 से 0.000008 तक की सटीकता देता है। ध्यान दें कि युग्मन और बॉलस्क्रू बैकलैश इन आंकड़ों में शामिल नहीं हैं, और ये आगे रोटरी सिस्टम की सटीकता को कम करते हैं।

सापेक्ष सटीकता भिन्न होती है: ठेठ रोटरी स्टेपर हम यहां विस्तार से अभी भी एक मानव बाल के व्यास के भीतर सटीक रूप से स्थिति कर सकते हैं। उस ने कहा, सर्वो ने इसे 80 बार तक के कारक से सुधार दिया, जबकि एक रैखिक मोटर इस पर आगे सुधार कर सकती है - मानव बालों के व्यास से 500 गुना छोटा।

कभी -कभी रखरखाव और लागत (उपकरणों के जीवन पर) सटीकता की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण विचार हैं। यहां रैखिक मोटर्स एक्सेल, भी: रखरखाव की लागत आम तौर पर रैखिक मोटर्स के उपयोग के साथ कम हो जाती है, क्योंकि नॉनकॉन्टैक्ट पार्ट्स मशीन संचालन को बढ़ाते हैं और विफलताओं के बीच माध्य समय को बढ़ाते हैं। इसके अलावा, रैखिक मोटर्स का शून्य बैकलैश सदमे को समाप्त करता है, जो मशीन जीवन को आगे बढ़ाता है। अन्य लाभ: रखरखाव चक्रों के बीच का समय बढ़ाया जा सकता है, जिससे अधिक परिचालन प्रवाह की अनुमति मिलती है। कम रखरखाव और शामिल कर्मी नीचे की रेखा में सुधार करते हैं - लाभ - और उपकरण जीवन पर स्वामित्व की लागत को कम करते हैं।

लाभ

अनुप्रयोगों को रैखिक आंदोलन की आवश्यकता होती है। यदि एक रोटरी मोटर का उपयोग किया जाता है, तो रोटरी को रैखिक गति में बदलने के लिए एक यांत्रिक रूपांतरण तंत्र आवश्यक है। यहां, डिजाइनर सीमाओं को कम करते हुए अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त रूपांतरण तंत्र का चयन करते हैं।

• रैखिक मोटर बनाम बेल्ट और पुली:एक रोटरी मोटर से रैखिक गति प्राप्त करने के लिए, एक सामान्य दृष्टिकोण एक बेल्ट और चरखी का उपयोग करना है। आमतौर पर, थ्रस्ट फोर्स बेल्ट तन्यता ताकत द्वारा सीमित होता है; तेजी से शुरू होता है और स्टॉप बेल्ट स्ट्रेचिंग का कारण बन सकता है और इसलिए प्रतिध्वनि होती है, जिसके परिणामस्वरूप समय में वृद्धि होती है। मैकेनिकल विंडअप, बैकलैश, और बेल्ट स्ट्रेचिंग भी कम रिपीबिलिटी, सटीकता और मशीन थ्रूपुट। क्योंकि गति और दोहराव सर्वो गति में खेल का नाम है, यह सबसे अच्छा विकल्प नहीं है। जहां एक बेल्ट-पुल्ली डिज़ाइन 3 मीटर/सेकंड तक पहुंच सकता है, रैखिक 10 मीटर/सेकंड प्राप्त कर सकता है। किसी भी बैकलैश या विंडअप के बिना, डायरेक्ट-ड्राइव रैखिक मोटर्स आगे बढ़ने की क्षमता और सटीकता को बढ़ावा देते हैं।
• रैखिक मोटर बनाम रैक और पिनियन:रैक और पिनियन बेल्ट-एंड-पूलली डिजाइनों की तुलना में अधिक जोर और यांत्रिक कठोरता प्रदान करते हैं। हालांकि, समय के साथ द्विदिश पहनने से संदिग्ध दोहराव और अशुद्धि की ओर जाता है - यह तंत्र की प्रमुख कमियां हैं। बैकलैश मोटर फीडबैक को वास्तविक लोड स्थिति का पता लगाने से रोकता है, जिससे अस्थिरता होती है - और कम लाभ और धीमी समग्र प्रदर्शन के लिए मजबूर करता है। इसके विपरीत, रैखिक मोटर्स द्वारा संचालित मशीनें तेज और स्थिति अधिक सटीक हैं।
• रैखिक मोटर बनाम BallScrew:रोटरी को रैखिक गति में परिवर्तित करने के लिए सबसे आम दृष्टिकोण एक लीड या बॉलस्क्रू का उपयोग करना है। ये सस्ती लेकिन कम कुशल हैं: लीड स्क्रू आमतौर पर 50% या उससे कम, और बॉलस्क्रूज़, लगभग 90%। उच्च घर्षण गर्मी पैदा करता है, और दीर्घकालिक पहनने से सटीकता कम हो जाती है। यात्रा की दूरी यंत्रवत् सीमित है। इसके अलावा, रैखिक गति सीमाओं को केवल पिच बढ़ाकर बढ़ाया जा सकता है, लेकिन यह स्थिति के संकल्प को कम करता है; अत्यधिक उच्च घूर्णी गति भी व्हिप के लिए शिकंजा का कारण बन सकती है, जिसके परिणामस्वरूप कंपन होता है। लोड पर एक एनकोडर के साथ, दीर्घकालिक सटीकता आमतौर पर ± 5 माइक्रोन/300 मिमी होती है।

मूल रैखिक मोटर प्रकार

चूंकि अलग -अलग रोटरी मोटर प्रौद्योगिकियां हैं, इसलिए कई रैखिक मोटर प्रकार भी हैं: स्टेपर, ब्रशलेस, और रैखिक एसी इंडक्शन, दूसरों के बीच। ध्यान दें कि रैखिक प्रौद्योगिकी ड्राइव (एम्पलीफायरों) प्लस पोजिशनर्स (मोशन कंट्रोलर) और फीडबैक डिवाइस (जैसे हॉल सेंसर और एनकोडर) का उपयोग करती है, जो आमतौर पर उद्योग में उपलब्ध होती है।

कई डिजाइन कस्टम रैखिक मोटर्स से लाभान्वित होते हैं, लेकिन स्टॉक डिज़ाइन आमतौर पर उपयुक्त होते हैं।

ब्रशलेस आयरन-कोर रैखिक मोटर्सचैनल मैग्नेटिक फ्लक्स के लिए चलती फोर्सर में स्टील फाड़ना की विशेषता है। इस मोटर प्रकार में उच्च बल रेटिंग होती है और यह अधिक कुशल होता है, लेकिन तुलनात्मक रूप से आकार के सीओजी-मुक्त मोटर्स की तुलना में तीन से पांच गुना अधिक वजन होता है। स्थिर पट्टिका में एक निकल कोल्ड-रोल्ड स्टील प्लेट पर बंधे बहु-पोल वैकल्पिक ध्रुवीयता स्थायी मैग्नेट होते हैं। चलती फोर्सर पर स्टील के टुकड़े टुकड़े हालांकि स्थिर प्लेट पर मैग्नेट के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जो एक "आकर्षक" बल विकसित करता है और एक छोटी मात्रा में कोगिंग या रिपल का प्रदर्शन करता है क्योंकि मोटर एक चुंबक क्षेत्र से दूसरे में दूसरे में वेग भिन्नता के परिणामस्वरूप चलती है।

ये मोटर्स एक बड़ी मात्रा में शिखर बल विकसित करते हैं, अधिक से अधिक थर्मल द्रव्यमान होता है, और लंबे थर्मल समय स्थिर होते हैं-इसलिए उच्च-बल, आंतरायिक ड्यूटी-चक्र अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, जो बहुत भारी भार बढ़ते हैं, जैसे कि ट्रांसफर लाइनों और मशीन टूल्स में; वे असीमित यात्रा के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और इसमें अतिव्यापी प्रक्षेपवक्र के साथ कई चलती प्लैटेंस शामिल हो सकते हैं।

ब्रशलेस कोग-फ्री मोटर्सस्टील लैमिनेशन के बिना मूविंग फोर्सर में एक कॉइल असेंबली है। कॉइल में तार, एपॉक्सी और नॉनमैग्नेटिक सपोर्ट स्ट्रक्चर होते हैं। यह इकाई वजन में बहुत हल्की है। मूल डिजाइन बल की कम मात्रा का उत्पादन करता है, इसलिए अतिरिक्त मैग्नेट को स्थिर ट्रैक (बल बढ़ाने के लिए सहायता) पर डाला जाता है और ट्रैक यू के प्रत्येक तरफ मैग्नेट के साथ यू के आकार का है। फोर्सर को यू के बीच में डाला जाता है ।

ये मोटर्स उन अनुप्रयोगों के लिए अनुकूल हैं जिन्हें चुंबकीय कोगिंग के बिना सुचारू संचालन की आवश्यकता होती है, जैसे कि स्कैनिंग या निरीक्षण उपकरण। उनके उच्च त्वरण अर्धचालक पिक और प्लेस, चिप छंटाई, और मिलाप और चिपकने वाले डिस्पेंसिंग में उपयोगी हैं। ये मोटर्स असीमित यात्रा के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

रैखिक स्टेपर्सलंबे समय से उपलब्ध है; मूविंग फोर्सर में टुकड़े टुकड़े में स्टील कोर होते हैं, जो दांतों के साथ ठीक -ठीक स्लेट होते हैं, एक एकल स्थायी चुंबक, और कॉइल को टुकड़े टुकड़े में कोर में डाला जाता है। (ध्यान दें कि दो कॉइल के परिणामस्वरूप दो-चरण स्टेपर होता है।) यह विधानसभा एक एल्यूमीनियम आवास में एनकैप्सुलेटेड है।

स्थिर पट्टिका में एक स्टील बार, जमीन और निकेल-प्लेटेड पर फोटोकैमिकल रूप से etched दांत होते हैं। यह असीमित लंबाई के लिए एंड-टू-एंड स्टैक किया जा सकता है। मोटर Forcer, Bearings, और platen के साथ पूरा होता है। चुंबक से आकर्षक बल का उपयोग बीयरिंग के लिए एक प्रीलोड के रूप में किया जाता है; यह विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए यूनिट को उल्टे स्थिति में संचालित करने में सक्षम बनाता है।

एसी इंडक्शन मोटर्सएक फोर्सर से मिलकर है जो एक कॉइल असेंबली है जिसमें स्टील लैमिनेशन और चरण वाइंडिंग शामिल हैं। वाइंडिंग या तो सिंगल या थ्री-फेज हो सकती हैं। यह एक इन्वर्टर या वेक्टर ड्राइव के माध्यम से प्रत्यक्ष ऑनलाइन नियंत्रण, या नियंत्रण के लिए अनुमति देता है। स्थिर प्लेटेन (एक प्रतिक्रिया प्लेट कहा जाता है) में आमतौर पर कोल्ड रोल स्टील पर बंधे एल्यूमीनियम या तांबे की एक पतली परत होती है।

एक बार जब फोर्सर कॉइल ऊर्जावान हो जाता है, तो यह प्रतिक्रिया प्लेट और चाल के साथ बातचीत करता है। उच्च गति और असीमित यात्रा की लंबाई इस डिजाइन की ताकत हैं; वे सामग्री हैंडलिंग, पीपल मूवर्स, कन्वेयर और स्लाइडिंग गेट्स के लिए उपयोग किए जाते हैं।

नई डिजाइन अवधारणाएँ

नवीनतम डिजाइन सुधारों में से कुछ को पुनरुत्थान के माध्यम से लागू किया गया है। उदाहरण के लिए, कुछ रैखिक स्टेपर मोटर्स (मूल रूप से एक विमान में गति प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए) को अब दो विमानों में गति प्रदान करने के लिए पुनर्विचार किया गया है - XY गति के लिए। यहां, मूविंग फोर्सर में दो रैखिक स्टेपर्स होते हैं जो 90 ° पर ऑर्थोगोनल रूप से घुड़सवार होते हैं ताकि एक एक्स-एक्सिस गति प्रदान करता हो, और दूसरा वाई-एक्सिस गति प्रदान करता है। ओवरलैपिंग प्रक्षेपवक्र वाले कई फोर्सर्स भी संभव हैं।

इन दो-प्लेन मोटर्स में, स्थिर मंच (या प्लेटेन) ताकत के लिए नए समग्र निर्माण का उपयोग करता है। कठोरता में भी सुधार किया जाता है, इसलिए पिछले उत्पादन मॉडल की तुलना में विक्षेपण 60 से 80% तक कम हो जाता है। सटीक आंदोलन के लिए प्लैटन फ्लैटनेस 14 माइक्रोन प्रति 300 मिमी से अधिक है। अंत में: क्योंकि स्टेपर्स में एक प्राकृतिक आकर्षक बल होता है, यह अवधारणा प्लैटेन को या तो चेहरे या उल्टे होने की अनुमति देती है, इस प्रकार अनुप्रयोगों के लिए बहुमुखी प्रतिभा और लचीलापन प्रदान करती है।

एक अन्य इंजीनियरिंग नवाचार - पानी कूलिंग - रैखिक एसी इंडक्शन मोटर्स की बल क्षमता को 25%तक बढ़ाता है। इस क्षमता विस्तार के साथ, साथ ही असीमित यात्रा की लंबाई का लाभ, एसी इंडक्शन मोटर्स कई अनुप्रयोगों के लिए उच्चतम प्रदर्शन प्रदान करते हैं: मनोरंजन की सवारी, सामान हैंडलिंग और लोग मूवर्स। वर्तमान में उद्योग में उपलब्ध समायोज्य गति ड्राइव के माध्यम से गति चर (6 से 2,000 in./sec) है।

फिर भी एक अन्य मोटर में एक स्थिर बेलनाकार आवास शामिल है जिसमें गति प्रदान करने के लिए एक रैखिक चलती भाग है। चलती हिस्सा एक रॉड हो सकता है जिसमें कॉपर-क्लैड स्टील, एक मूविंग कॉइल, या एक चलती चुंबक, एक सिलेंडर के भीतर एक पिस्टन की तरह शामिल हो सकता है।

ये डिजाइन रैखिक मोटर के लाभ प्रदान करते हैं और एक रैखिक एक्ट्यूएटर के समान प्रदर्शन करते हैं। अनुप्रयोगों में बायोमेडिकल कोलोनोस्कोपी, लंबे शटर एक्ट्यूएटर्स के साथ कैमरे, टेलीस्कोप शामिल हैं, जिनके लिए कंपन डंपिंग, लिथोग्राफी फोकसिंग मोटर्स, जनरेटर स्विच गियर की आवश्यकता होती है, जो ब्रेकरों को ऑनलाइन डालने के लिए फेंकते हैं, और भोजन को दबाते हैं - जब टॉर्टिलस को बाहर निकालते हैं।

पूर्ण रैखिक मोटर पैकेज या चरण पेलोड की स्थिति के लिए उपयुक्त हैं। इनमें मोटर, प्रतिक्रिया एनकोडर, सीमा स्विच और केबल वाहक शामिल हैं। मल्टी-एक्सिस मूवमेंट के लिए चरणों को ढेर करना संभव है।

रैखिक चरणों का एक फायदा उनकी निचली प्रोफ़ाइल है, जो उन्हें पारंपरिक पोजिशनर्स की तुलना में छोटे स्थानों में फिट करने की अनुमति देता है। कम घटक बढ़ी हुई विश्वसनीयता के लिए बनाते हैं। यहां, मोटर नियमित ड्राइव से जुड़ा हुआ है। एक बंद-लूप ऑपरेशन में, स्थिति लूप एक गति नियंत्रक के साथ बंद है।

फिर से, स्टॉक उत्पादों के अलावा, कस्टम और विशेष डिजाइन लाजिमी हैं। अंत में, आवेदन की जरूरतों के लिए अनुकूल इष्टतम रैखिक उत्पाद का निर्धारण करने के लिए एक एप्लिकेशन इंजीनियर के साथ उपकरण की जरूरतों की समीक्षा करना सबसे अच्छा है।