תצורה אופיינית לעיצוב מערכות תנועה

תנועה לינארית היא מרכזית במכונות נעות רבות, ואופי ההנעה הישירה של מנועים ליניאריים יכול לפשט את עיצוב המכונה הכולל ביישומים אלה. יתרונות אחרים כוללים קשיחות משופרת, מכיוון שמנועים לינאריים קבועים ישירות לעומס.

שילוב מנועים אלה (והרכיבים ההיקפיים שהם דורשים) יכול להיראות מפחיד, אך ניתן לפרק את התהליך לחמישה שלבים פשוטים. בעקבות תהליך זה שלב אחר שלב מאפשר לבוני מכונות ורובוט לקצור יתרונות לינאריים-מוטוריים ללא מאמץ או מורכבות זרים.

1. קבע סוג מנוע: ליבת ברזל לעומת ללא ברזל

השלב הראשון הוא לבחור את המנוע הליניארי מהסוגים הזמינים.

מנועי ליבת ברזל: מנועי ליבת ברזל נפוצים ביותר, ומתאימים ליישומי אוטומציה כלליים. ליבת ברזל מתייחסת לבניית הסלילים של המנוע הזה, המורכבת ממינצציות ליבת ברזל. תצורה טיפוסית מורכבת ממסלול מגנט נייח חד צדדי וסליל מנוע או מסלול נעים. ליבת הברזל ממקסמת את כוח הדחף שנוצר, ויוצרת כוח משיכה מגנטי בין הסליל למגנטים.

ניתן להשתמש בכוח משיכה מגנטי זה כדי להגדיל ביעילות את הנוקשות של מערכת ההדרכה הליניארית על ידי טען מראש של מיסבי התנועה הליניארית. טעינה מוקדמת מגנטית יכולה גם להגביר את תגובת התדרים של המערכת על ידי שיפור האטה ויישוב.

מצד שני, יש לתמוך כראוי על כוח המשיכה על ידי יכולת עומס מוגברת מחברים תומכים ומסבים ליניאריים. זה עלול להשפיל את חופש העיצוב המכני של המכונה.

תצורה שנייה ליניארית-מוטורית ליטר-ליבה שנייה מורכבת מזוג מסלולי מגנט נייחים המונחים משני צדי הסליל הנע. בנייה זו המוגנת בפטנט שוללת את ההשפעות של משיכה מגנטית תוך מתן כוח גבוה ביותר לכל שטח חתך. העיצוב המאוזן מפחית את עומס הנושא, ומאפשר שימוש במסבי תנועה לינאריים קטנים יותר וירידה ברעש הנושא.

MotionsYstemDesign Com Motors מניע 0111 יתרונות מנועים נטולי מנועים: מנועים לינאריים חסרי ברזל קיימים גם הם; למנועים אלה אין ברזל בסלילים שלהם, ולכן אין שום משיכה בין חברי המנוע.

הסוג הנפוץ ביותר ללא ברזל הוא ערוץ U: שני רצועות מגנטיות מחוברות ליצירת תעלה בה נע הסליל (או Forcer). מנוע זה אידיאלי ליישומים הדורשים אדווה מהירות נמוכה ותאוצה גבוהה. כוח האפס-אטרקטיביות ואופי האפס של הבנייה ללא ברזל ממזער את אדווה המומנט; ההאצה מוגברת מכיוון שהסליל קל יחסית.

תצורה שנייה ללא ברזל היא בצורת צילינדר. מגנטים מוערמים בתוך צינור נירוסטה, וסליל המנוע נע סביב הצילינדר. תצורה זו מתאימה בעת החלפת רגלי כדורים, מכיוון שהיא מייצרת מהירויות גבוהות בהרבה ודיוק מיקום בערך באותה מעטפה.

גודל סליל ואורך המסלול

לא משנה מה התצורה, יש לגודל את כל סלילי המנוע הליניארי לדרישות היישום: עומס יישומי, פרופיל מעבר יעד, מחזור חובה, דיוק, דיוק, חיי שירות וסביבת הפעלה. טיפ: גייס תמיכה טכנית מיצרני ליניארי-מוטורים ותוכנת גודל (שלעתים קרובות בחינם) כדי לבחור את סוג המנוע והגודל הטוב ביותר ליישום מסוים.

קטעי מסלול מגנט מוצעים בכמה אורכים וניתן לערום אותם מקצה לקצה כדי להשיג את אורך הנסיעה היעד, כאשר אורך המגנט הכולל הוא כמעט בלתי מוגבל. כדי לפשט את העיצוב ולהפחתת העלויות, עדיף להשתמש בקטעי מסלול המגנט באורך הארוך ביותר הקיימים מהיצרן.

2. החליטו על מקודד

השלב השני בעת תכנון מערכת מנוע ליניארית הוא בחירת המקודד הליניארי. הנפוצים ביותר הם מקודדים לינאריים מצטברים עם חיישני ראש קריאה אופטיים או מגנטיים. בחר מקודד עם הרזולוציה והדיוק הנדרשים ליישום, וכזה שמתאים לסביבת המכונה.

משוב מקודד נשלח בדרך כלל חזרה למגבר סרוו באמצעות אנלוגי סינוסואידי או רכבת דופק דיגיטלית. אפשרות נוספת היא משוב מקודד סדרתי במהירות גבוהה-מתן שיעורי נתונים גבוהים יותר, רזולוציית סיביות גבוהה יותר, חסינות רעש גדולה יותר, אורכי כבלים ארוכים יותר ומידע אזעקה מקיף.

תקשורת סדרתית מתחברת בשתי דרכים.

תקשורת ישירה בין המגבר למקודד אפשרית עם מקודדים הכוללים פרוטוקול מקודד סדרתי התואם למגבר.

כאשר למקודד אין פלט סדרתי (או כאשר פרוטוקול הפלט הסידורי אינו תואם את המגבר) ניתן להשתמש במודול ממיר סדרתי. במקרה זה, המודול מקבל אות אנלוגי מהקידוד יחד עם אות חיישן האולם, מחלק משנה את האות האנלוגי ומעביר נתוני אות זה באופן סדרתי למגבר סרוו. נתוני חיישני הול משמשים ב- PowerUp וכדי לאמת משוב מקודד.

מספר יצרני מקודדים לינאריים מציעים כיום מקודדים לינאריים מוחלטים התומכים במגוון פרוטוקולי תקשורת סדרתית, כולל פרוטוקולים קנייניים מיצרני מגבר צד ג '.

3. בחר את המגבר

השלב השלישי בתהליך העיצוב הוא בחירת מגבר סרוו. יש בגודל נכון של המגבר על בסיס המנוע.

Plug and Play הוא תכונה שניתן להציע רק על ידי ספקים שמייצרים גם סרוו -מוטורים וגם מגברים. ספקים מסוימים מספקים תקע ומשחק כדי להפחית את זמן ההפעלה ולהבטיח תצורה נכונה.

מגברי סרוו מסוימים כוללים זיהוי מנוע אוטומטי ומצב חסר כוונון, המבטל את הצורך לכוונן את מערכת הסרוו. בעזרת תוכנה זו, מפרטי המנוע (כולל מאפייני עומס יתר) מועלים אוטומטית למגבר סרוו מהמנוע ב- PowerUp. זה מסיר שגיאת משתמש פוטנציאלית בעת הזנת מפרט המנוע, ובכך מבטל את הסיכון למוצרי מנוע ושגיאות שלב.

4. בחר חברי תמיכה ומסבים

שני שלבי העיצוב הסופיים הולכים יד ביד כדי להשלים את עיצוב מערכת המנוע הליניארית: השלב הרביעי הוא לבחור מערכת נושאת תנועה לינארית, והחמישית היא לתכנן את חברי התמיכה.

ישנם שני יישור חשוב ברוב מכלולי המנוע הליניאריים: מרחק הפער של המנוע למגנט בין הסליל למסלול המגנט, ומרחק הפער בין ראש הקריאה המקודד לסולם ליניארי. הקריטריון האחרון מבוטל בבחירת מקודד לינארי סגור.

טיפים:

על מיסבי התנועה הליניארית לספק דיוק מספיק כדי לעמוד בסבולות הפער, בעוד שיש לתכנן את חברי התמיכה כדי לחלל את הרכיבים כראוי ולעמוד בדרישות ההקבלה של המסבים הליניאריים והקידוד.

לאחר עמידה בקריטריונים אלה, הבחירה והעיצוב של המסבים והחברים התומכים תלויה בסופו של דבר בדרישות הביצועים של המכונה. יישומים הדורשים דיוק ודיוק גבוה זקוקים לרזולוציה גבוהה ומקודד דיוק גבוה, בתוספת מיסבים לינאריים בעלי דיוק גבוה.

כאשר גודל מיסבים אלה, מהווים את העומס והכוחות האטרקטיביים המגנטיים הקשורים למנועים ליניאריים ליבת ברזל. במקרים רבים, חברי המסבים הליניאריים ובמסלולי המגנט יכולים להיות אינטגרליים למסגרת המכונה.