लीनियर मोटर्स ने पारंपरिक, रोटरी मोटर-चालित लीनियर एक्चुएटर्स की तुलना में तेज़, अधिक सटीक और अधिक विश्वसनीय प्रदर्शन के साथ गति नियंत्रण में जो संभव है उसे फिर से परिभाषित किया है। एक रैखिक मोटर की अनूठी संपत्ति यह है कि भार यांत्रिक विद्युत पारेषण घटकों के बिना स्थानांतरित होता है। इसके बजाय, मोटर कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न रैखिक बल सीधे लोड से जुड़ा होता है। यह उन यांत्रिक उपकरणों को समाप्त कर देता है जो रोटरी गति को रैखिक में परिवर्तित करते हैं, इस प्रकार सिस्टम के जीवन, सटीकता, गति और समग्र प्रदर्शन को बढ़ाते हैं।

जैसे-जैसे उत्पादकता में वृद्धि, उच्च उत्पाद गुणवत्ता, तेजी से विकास समय और कम इंजीनियरिंग लागत की मांग बढ़ती है, मॉड्यूलर रैखिक मोटर डिजाइन का लाभ उठाकर रैखिक मोटर प्रौद्योगिकी को अपनाना तेजी से लोकप्रिय हो रहा है। वे मेट्रोलॉजी, सटीक कटिंग सिस्टम, सेमीकंडक्टर और इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण उपकरण, वेफर हैंडलिंग, लिथोग्राफी, दृष्टि निरीक्षण प्रणाली, चिकित्सा उपकरण और उपकरण, परीक्षण प्रणाली, एयरोस्पेस और रक्षा, असेंबली लाइन स्वचालन, मुद्रण और पैकेजिंग अनुप्रयोगों और कई अन्य अनुप्रयोगों में पाए जाते हैं। जिसके लिए उच्च थ्रूपुट और उच्च सटीकता वाली रैखिक गति की आवश्यकता होती है।

एक रैखिक मोटर डिज़ाइन के घटकों को उच्च परिशुद्धता और दोहराने योग्य प्रक्रियाओं के साथ मशीनीकृत और इकट्ठा करने की आवश्यकता होती है। इन भागों का उचित संरेखण महत्वपूर्ण है और इसके लिए महत्वपूर्ण डिज़ाइन विवरण और असेंबली कौशल की आवश्यकता होती है।

आज, मॉड्यूलर लीनियर मोटर्स की नई पीढ़ी ने खेल बदल दिया है। टर्नकी मॉड्यूलर लीनियर मोटर्स को आसानी से सिस्टम पर लगाया जा सकता है और ये तुरंत चलने के लिए तैयार होते हैं, जिससे इंजीनियरिंग का समय काफी कम हो जाता है। इंजीनियर अब महीनों या वर्षों के विपरीत, केवल कुछ दिनों में मॉड्यूलर लीनियर मोटर प्रौद्योगिकी के शक्तिशाली लाभों का लाभ अपनी मशीन डिजाइन में उठा सकते हैं।

नौ प्रमुख घटकों में रैखिक मोटर सिस्टम शामिल हैं:

1. एक बेस प्लेट
2. एक मोटर कुंडल
3. एक स्थायी चुंबकीय ट्रैक (सामान्यतः नियोडिमियम मैग्नेट)
4. एक गाड़ी जो मोटर कॉइल को लोड से जोड़ती है
5. रैखिक असर वाली रेलें जिन पर गाड़ी निर्देशित होती है और आधार से जुड़ती है
6. स्थिति फीडबैक के लिए एक रैखिक एनकोडर
7. अंत रुक जाता है
8. एक केबल ट्रैक
9. चुंबक ट्रैक, एनकोडर और रैखिक रेल को पर्यावरणीय प्रदूषण से बचाने के लिए वैकल्पिक धौंकनी।

नियंत्रण पाश

एक रैखिक मोटर डिज़ाइन के घटकों को उच्च परिशुद्धता और दोहराने योग्य प्रक्रियाओं के साथ मशीनीकृत और इकट्ठा करने की आवश्यकता होती है। इन भागों का उचित संरेखण महत्वपूर्ण है और इसके लिए महत्वपूर्ण डिज़ाइन विवरण और असेंबली कौशल की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, चुंबकीय ट्रैक और चलती मोटर कॉइल समतल, समानांतर होनी चाहिए और उनके बीच एक विशेष वायु अंतर के साथ स्थापित होना चाहिए। चलती हुई कुंडल चुंबकीय ट्रैक के ऊपर समानांतर परिशुद्धता रैखिक असर वाली रेल से जुड़ी गाड़ी पर चलती है। एक रैखिक पैमाने और रीड हेड के साथ स्थिति एनकोडर एक रैखिक मोटर का एक और महत्वपूर्ण हिस्सा है जो 5 जीएस तक त्वरण का सामना करने के लिए उचित संरेखण प्रक्रियाओं और एक मजबूत माउंटिंग डिज़ाइन की मांग करता है। मॉड्यूलर लीनियर मोटर्स के साथ, इन विवरणों का पहले से ही ध्यान रखा जाता है और बॉक्स से बाहर पूर्व-इंजीनियरिंग की जाती है।

दिखाए गए जैसे मॉड्यूलर रैखिक मोटर सिस्टम का उपयोग तब किया जाता है जब सटीक, उच्च गति और दोहराए जाने योग्य रैखिक गति की आवश्यकता होती है। यह सिस्टम बॉल स्क्रू, बेल्ट और रैक और पिनियन एक्चुएटर्स का एक विकल्प है।

रैखिक मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए परिष्कृत गति नियंत्रकों और सर्वो ड्राइव का उपयोग किया जाता है। रैखिक मोटर्स कठोरता और आवृत्ति प्रतिक्रिया के संबंध में एक निश्चित लाभ रखती हैं। कुछ निश्चित आवृत्ति रेंजों में, वे ऐसी कठोरता प्रदर्शित करते हैं जो 10 या अधिक के उल्लेखनीय कारक द्वारा पारंपरिक बॉल स्क्रू से अधिक होती है। इस विशेषता के साथ, रैखिक मोटर्स बाहरी गड़बड़ी के साथ भी प्रभावशाली सटीकता के साथ उच्च स्थिति और वेग-लूप बैंडविड्थ को संभाल सकते हैं। बॉल स्क्रू के विपरीत, जो अक्सर 10 और 100 हर्ट्ज के बीच गुंजयमान आवृत्तियों का सामना करते हैं, रैखिक मोटर्स उच्च आवृत्तियों पर काम करते हैं, अपनी प्रतिध्वनि को स्थिति लूप बैंडविड्थ से काफी परे रखते हैं।

हालाँकि, मैकेनिकल ट्रांसमिशन को हटाने के साथ एक व्यापार-बंद जुड़ा हुआ है। यांत्रिक घटक, जैसे बॉल स्क्रू, मशीन बलों, प्राकृतिक गुंजयमान आवृत्तियों, या क्रॉस-अक्ष कंपन से होने वाली गड़बड़ी को कम करने में मदद करते हैं। उनके उन्मूलन से रैखिक मोटरें सीधे ऐसे व्यवधानों के संपर्क में आ जाती हैं। नतीजतन, इन गड़बड़ियों की भरपाई गति नियंत्रक और ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स की ज़िम्मेदारी बन जाती है, जिन्हें सर्वो अक्ष पर सीधे कार्य करते हुए इनसे निपटना होगा। यहीं पर आज के परिष्कृत बंद-लूप मोशन एल्गोरिदम अनुनादों को खत्म करने और उल्लेखनीय स्थिति लूप नियंत्रण प्रदान करने के लिए काम में आते हैं।

लीनियर एक्चुएटर्स के दायरे में, लीनियर मोटर्स असाधारण तकनीकी कौशल प्रदान करते हैं। बेहतर कठोरता प्रदर्शित करने और उच्च आवृत्तियों पर काम करने की मोटरों की क्षमता उन्हें पारंपरिक विकल्पों से अलग करती है। गुंजयमान आवृत्तियों को चुनौती देकर और बाहरी व्यवधानों की उपस्थिति में भी उच्च परिशुद्धता बनाए रखते हुए, रैखिक मोटर्स एक आकर्षक समाधान प्रदान करते हैं।

फिर भी, मैकेनिकल ट्रांसमिशन की अनुपस्थिति के कारण गड़बड़ी से निपटने के लिए मजबूत क्षतिपूर्ति रणनीतियों की आवश्यकता होती है, जिससे सिस्टम का निरंतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित होती है। वेग और स्थिति लूप के लिए मोशन कंट्रोलर सैंपलिंग आवृत्तियाँ आमतौर पर 5 किलोहर्ट्ज़ से शुरू होती हैं। एक रैखिक मोटर अक्ष में पारंपरिक रोटरी मोटर चालित अक्ष की तुलना में पांच से दस गुना अधिक स्थिति लूप बैंडविड्थ हो सकती है, जहां 1 या 2 किलोहर्ट्ज़ आवृत्तियां स्वीकार्य हैं। कुछ वर्तमान गति नियंत्रक 20 किलोहर्ट्ज़ या उससे अधिक की दरों का नमूना ले सकते हैं, जो अल्ट्रा-हाईस्पीड फीडबैक नियंत्रण और अल्ट्रा-सटीक पथ नियंत्रण को सक्षम बनाता है।

चूंकि मॉड्यूलर लीनियर मोटर्स के अधिकांश निर्माता गति नियंत्रण और सर्वो विशेषज्ञ भी हैं, इसलिए कई नियंत्रण लूप चुनौतियों और यांत्रिक अनुनाद चिंताओं पर भी अच्छी तरह से विचार किया गया है, और इन चुनौतियों को कम करने के लिए समाधान और उपकरण प्रदान किए गए हैं।

रैखिक मोटर अनुप्रयोग

मैंने वर्षों पहले लीनियर मोटर्स का उपयोग करके मूल्यवान अनुभव प्राप्त किया था, इंजीनियरों की एक टीम ने एक क्रांतिकारी परियोजना शुरू की थी: दुनिया की पहली लीनियर मोटर-आधारित लेजर कटिंग मशीन बनाना। उद्योग को बाधित करने के लिए लीनियर मोटर्स का उपयोग करना बिल्कुल उपयुक्त था, क्योंकि रोटरी सर्वो मोटर्स द्वारा संचालित पारंपरिक लीनियर एक्चुएटर प्रौद्योगिकियाँ लीनियर मोटर्स के साथ प्राप्त होने वाली उच्च-प्रदर्शन क्षमताएं प्रदान नहीं कर सकती थीं।

प्रौद्योगिकी को लागू करना कोई आसान काम नहीं था। जैसे ही हमने परियोजना की गहराई से जांच की, हमें एहसास हुआ कि हमारे एप्लिकेशन को रैखिक मोटर प्रदर्शन विनिर्देशों की आवश्यकता है जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं थे। बिना किसी डर के, हमने अपने एप्लिकेशन के लिए विशेष रूप से रैखिक मोटर्स डिजाइन करने का निर्णय लिया।

हमें कई चुनौतियों का सामना करना पड़ा, क्योंकि हमें 1.5 जी त्वरण के साथ 2.5 मीटर/सेकंड की तीव्र दर से 1,000 पाउंड गैन्ट्री सिस्टम को स्थानांतरित करने की आवश्यकता थी, जिसका अर्थ है कि हमें एक रैखिक मोटर डिजाइन करना था जो अत्यधिक बल उत्पन्न कर सके। हमारी टीम अनुसंधान और विकास में अनगिनत घंटे लगाती रही, जब तक कि हमने अंततः एक रैखिक मोटर तैयार नहीं कर ली, जो हमारी लेजर-कटिंग मशीन की मांगों को पूरा कर सकती थी। यह एक गर्व का क्षण था जब हमने आखिरकार 14 महीने बाद अपने लीनियर मोटर्स को काम करते हुए देखा, जो गैन्ट्री सिस्टम को अविश्वसनीय गति, आसानी और सटीकता के साथ संचालित कर रहे थे। हासिल किया गया प्रदर्शन अभूतपूर्व था. यह विचार करना उल्लेखनीय है कि यदि टर्नकी मॉड्यूलर रैखिक मोटरें उपलब्ध होतीं तो हमारी मशीन अवधारणा कितनी तेजी से पूरी हो सकती थी।

90 के दशक में लीनियर मोटर डिजाइन यात्रा शुरू करने के बाद से लीनियर मोटर तकनीक काफी विकसित हुई है। नए मॉड्यूलर डिज़ाइनों की शुरूआत के साथ, मोशन डिज़ाइन और लीनियर मोटर्स में नवाचार और प्रगति की संभावना पहले से कहीं अधिक है। मॉड्यूलर लीनियर मोटर्स तेजी से, अधिक सटीक और विश्वसनीय गति नियंत्रण क्षमताओं के साथ जो संभव है उसे फिर से परिभाषित कर रहे हैं, जिन्हें कई उद्योगों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को लाभ पहुंचाने के लिए तेजी से तैनात किया जा सकता है।