रैखिक मोटर्स ने पारंपरिक, रोटरी मोटर-चालित रैखिक एक्ट्यूएटर्स की तुलना में तेजी से, अधिक सटीक और अधिक विश्वसनीय प्रदर्शन के साथ गति नियंत्रण में क्या संभव है, इसे फिर से परिभाषित किया है। एक रैखिक मोटर की अनूठी संपत्ति यह है कि लोड को यांत्रिक पावर ट्रांसमिशन घटकों के बिना स्थानांतरित किया जाता है। इसके बजाय, मोटर कॉइल के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न रैखिक बल को सीधे लोड के लिए युग्मित किया जाता है। यह यांत्रिक उपकरणों को समाप्त करता 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 की गुणवत्ता, तेजी से विकास समय और कम इंजीनियरिंग लागत के लिए मांग बढ़ती है, रेखीय मोटर प्रौद्योगिकी को अपनाना मॉड्यूलर रैखिक मोटर डिजाइनों का लाभ उठाकर तेजी से लोकप्रिय हो रहा है। वे मेट्रोलॉजी, सटीक कटिंग सिस्टम, सेमीकंडक्टर और इलेक्ट्रॉनिक्स मैन्युफैक्चरिंग इक्विपमेंट, वेफर हैंडलिंग, लिथोग्राफी, विज़न इंस्पेक्शन सिस्टम, मेडिकल इक्विपमेंट और डिवाइस, टेस्ट सिस्टम, एयरोस्पेस और डिफेंस, असेंबली लाइन ऑटोमेशन, प्रिंटिंग और पैकेजिंग एप्लिकेशन, और कई अन्य एप्लिकेशन में पाए जाते हैं, जिनके लिए उच्च थ्रूपुट और हाई-एक्यूरी रेखीय गति की आवश्यकता होती है।

एक रैखिक मोटर डिजाइन 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 डिजाइन विस्तार और विधानसभा कौशल की आवश्यकता होती है।

आज, मॉड्यूलर रैखिक मोटर्स की नई पीढ़ी ने खेल को बदल दिया है। टर्नकी मॉड्यूलर रैखिक मोटर्स को आसानी से एक सिस्टम पर बोल्ट किया जा सकता है और इंजीनियरिंग के समय को कम करने के लिए तुरंत चलने के लिए तैयार हैं। इंजीनियर अब महीनों या वर्षों के विपरीत, केवल दिनों में अपने मशीन डिजाइनों में मॉड्यूलर रैखिक मोटर प्रौद्योगिकी के शक्तिशाली लाभों का लाभ उठा सकते हैं।

नौ प्रमुख घटकों में रैखिक मोटर सिस्टम शामिल हैं:

1. एक बेस प्लेट
2. एक मोटर कॉइल
3. एक स्थायी चुंबकीय ट्रैक (सामान्य रूप से नियोडिमियम मैग्नेट)
4. एक गाड़ी जो मोटर कॉइल को लोड से जोड़ती है
5. रैखिक असर रेल कि गाड़ी को निर्देशित किया जाता है और आधार से कनेक्ट किया जाता है
6. स्थिति प्रतिक्रिया के लिए एक रैखिक एनकोडर
7. अंत रुकता है
8. एक केबल ट्रैक
9. पर्यावरणीय संदूषण से चुंबक ट्रैक, एनकोडर और रैखिक रेल की रक्षा के लिए वैकल्पिक धौंकनी।

नियंत्रण पाश

एक रैखिक मोटर डिजाइन 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 डिजाइन विस्तार और विधानसभा कौशल की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, चुंबकीय ट्रैक और मूविंग मोटर कॉइल को सपाट, समानांतर होना चाहिए, और उनके बीच एक विशेष वायु अंतर के साथ घुड़सवार होना चाहिए। चलती कॉइल चुंबकीय ट्रैक के ऊपर समानांतर सटीक रैखिक असर रेल से जुड़ी एक गाड़ी पर सवारी करता है। एक रैखिक पैमाने और रीड हेड के साथ स्थिति एनकोडर एक रैखिक मोटर का एक और महत्वपूर्ण हिस्सा है जो उचित संरेखण प्रक्रियाओं की मांग करता है और 5 ग्राम तक की त्वरण का सामना करने के लिए एक मजबूत बढ़ते डिजाइन की मांग करता है। मॉड्यूलर रैखिक मोटर्स के साथ, इन विवरणों को पहले से ही बॉक्स से बाहर और पूर्व-इंजीनियर किया गया है।

दिखाए गए एक जैसे मॉड्यूलर रैखिक मोटर सिस्टम का उपयोग तब किया जाता है जब सटीक, उच्च गति और दोहराने योग्य रैखिक गति की आवश्यकता होती है। सिस्टम बॉल स्क्रू, बेल्ट और रैक और पिनियन एक्ट्यूएटर्स 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 बारे में एक निश्चित लाभ रखते हैं। कुछ आवृत्ति रेंज में, वे एक कठोरता का प्रदर्शन करते हैं जो 10 या अधिक के एक उल्लेखनीय कारक द्वारा पारंपरिक बॉल शिकंजा को पार करता है। इस विशेषता के साथ, रैखिक मोटर्स उच्च स्थिति और वेलोसिटी-लूप बैंडविथ्स को प्रभावशाली सटीकता के साथ, बाहरी गड़बड़ी के साथ भी 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 संचालित होते हैं, जो उनके प्रतिध्वनि को स्थिति लूप बैंडविड्थ से परे अच्छी तरह से रखते हैं।

हालांकि, यांत्रिक संचरण को हटाने से जुड़ा एक व्यापार-बंद है। यांत्रिक घटक, जैसे कि बॉल स्क्रू, मशीन बलों, प्राकृतिक गुंजयमान आवृत्तियों, या क्रॉस-एक्सिस कंपन से गड़बड़ी को कम करने में मदद करते हैं। उनके उन्मूलन में रैखिक मोटर्स को सीधे इस तरह के व्यवधानों के संपर्क में आ जाता है। नतीजतन, इन गड़बड़ियों की भरपाई करना गति नियंत्रक और ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स की जिम्मेदारी बन जाता है, जो उन्हें सिर-पर से निपटना होगा-सीधे सर्वो अक्ष पर कार्य करना। यही वह जगह है जहां आज के परिष्कृत बंद-लूप मोशन एल्गोरिदम प्रतिध्वनि को खत्म करने और उल्लेखनीय स्थिति लूप नियंत्रण प्रदान करने के लिए खेल में आते हैं।

रैखिक एक्ट्यूएटर्स के दायरे में, रैखिक मोटर्स असाधारण तकनीकी कौशल प्रदान करते हैं। मोटर्स की बेहतर कठोरता का प्रदर्शन करने और उच्च आवृत्तियों पर काम करने की क्षमता उन्हें पारंपरिक विकल्पों से अलग करती है। गुंजयमान आवृत्तियों को धता बताकर और बाहरी व्यवधानों की उपस्थिति में भी उच्च परिशुद्धता बनाए रखने से, रैखिक मोटर्स एक सम्मोहक समाधान प्रदान करते हैं।

फिर भी, यांत्रिक ट्रांसमिशन की अनुपस्थिति से सिस्टम के निरंतर प्रदर्शन और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने के लिए गड़बड़ी का मुकाबला करने के लिए मजबूत मुआवजा रणनीतियों की आवश्यकता होती है। वेग और स्थिति लूप के लिए मोशन कंट्रोलर सैंपलिंग फ्रीक्वेंसी आमतौर पर 5 kHz से शुरू होती है। एक रैखिक मोटर अक्ष एक पारंपरिक रोटरी मोटर-चालित अक्ष के पांच से दस बार एक स्थिति लूप बैंडविड्थ हो सकता है, जहां 1 या 2 kHz आवृत्तियों स्वीकार्य हैं। कुछ वर्तमान गति नियंत्रक 20 kHz या उससे अधिक की दरों का नमूना ले सकते हैं, जो अल्ट्रा-हाईस्पीड फीडबैक नियंत्रण और अल्ट्रा-सटीक पथ नियंत्रण को सक्षम करता है।

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

रैखिक मोटर आवेदन

मैंने सालों पहले रैखिक मोटर्स का उपयोग करके मूल्यवान अनुभव प्राप्त किया था, जिसमें एक क्रांतिकारी परियोजना में शामिल इंजीनियरों की एक टीम थी: दुनिया की पहली रैखिक मोटर-आधारित लेजर कटिंग मशीन बनाने के लिए। रैखिक मोटर्स का उपयोग करना उद्योग को बाधित करने के लिए एकदम सही था, क्योंकि रोटरी सर्वो मोटर्स द्वारा संचालित पारंपरिक रैखिक एक्ट्यूएटर प्रौद्योगिकियां रैखिक मोटर्स के साथ प्राप्त उच्च-प्रदर्शन क्षमताओं को प्रदान नहीं कर सकती थीं।

प्रौद्योगिकी को लागू करना कोई आसान काम नहीं था। जैसा कि हमने परियोजना में खोदा है, हमने महसूस किया कि हमारे आवेदन को रैखिक मोटर प्रदर्शन विनिर्देशों की आवश्यकता है जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं थे। अनियंत्रित, हमने अपने आवेदन के लिए विशेष रूप से रैखिक मोटर्स को डिजाइन करने का फैसला किया।

हमें कई चुनौतियों का सामना करना पड़ा, क्योंकि हमें 1.5 ग्राम त्वरण के साथ 2.5 मीटर/सेकंड की तीव्र दर पर 1,000 एलबीएस गैन्ट्री सिस्टम को स्थानांतरित करने की आवश्यकता थी, जिसका अर्थ है कि हमें एक रैखिक मोटर डिजाइन करना था जो चरम बलों का उत्पादन कर सके। हमारी टीम ने तब तक अनुसंधान और विकास में अनगिनत घंटे डाला, जब तक कि हम अंत में एक रैखिक मोटर तैयार नहीं करते जो हमारे लेजर-कटिंग मशीन की मांगों को पूरा कर सकती थी। यह एक गर्व का क्षण था जब हमने आखिरकार 14 महीने बाद अपने रैखिक मोटर्स को एक्शन में देखा, जो अविश्वसनीय गति, सहजता और सटीकता के साथ गैन्ट्री सिस्टम को प्रेरित करता है। हासिल किया गया प्रदर्शन अभूतपूर्व था। यह विचार करना उल्लेखनीय है कि अगर टर्नकी मॉड्यूलर रैखिक मोटर्स तब उपलब्ध थे, तो हमारी मशीन अवधारणा कितनी तेजी से पूरी हो सकती थी।

90 के दशक में एक रैखिक मोटर डिजाइन यात्रा शुरू करने के बाद से रैखिक मोटर प्रौद्योगिकी बहुत विकसित हुई है। नए मॉड्यूलर डिजाइनों की शुरूआत के साथ, गति डिजाइन और रैखिक मोटर्स में नवाचार और प्रगति की क्षमता पहले से कहीं अधिक है। मॉड्यूलर रैखिक मोटर्स को फिर से परिभाषित कर रहे हैं कि कई उद्योगों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला को लाभान्वित करने के लिए तेजी से, अधिक सटीक और विश्वसनीय गति नियंत्रण क्षमताओं के साथ जो संभव है, उसे तेजी से तैनात किया जा सकता है।