רוב האנשים חושבים על מערכות כונן מקביל כאלו שנמצאות ברובוטים קרטזיים/גנטריים. אך ניתן לראות במערכות הכונן מקביל גם כשני מנועים ליניאריים או יותר העובדים במקביל מבקר כונן יחיד. זה מכסה את הרובוטים בסגנון קרטזיאני/גנטרי בתוספת תחומי בקרת תנועה עיקריים אחרים, כמו דיוק גבוה ורובוטים בעלי דיוק אולטרה-דיוקתי עם רזולוציה ודיוק המיקום בטווח הסובנומומטר לטווחי פיקומטר גבוה. מערכות אלה נכנסות לתחומים כמו אופטיקה ומיקרוסקופים, ייצור מוליכים למחצה, כלי מכונה, מפעילים עם כוח גבוה, ציוד לבדיקת חומרים, עבודות איסוף ומקום, פעולות הרכבה, כלי טיפול במכונה וריתוך קשת. בסך הכל יש יישומים הן בעולם המיקרון והן בעולם הסניקרון.
סוגיות של כונן מקביל
הנושא העיקרי בכל מערכות ההנעה המקבילה הוא יישור אורתוגונלי: היכולת לשמור על ריבוע הציר המקביל. במערכות מונעות מכנית כמו בורג, מתלה ומין, חגורה ושרשרת, הנושא העיקרי הוא כריכה של המערכת המכנית מהתאמה לא נכונה או סובלנות מוערמת. במערכות כונן ישיר, יש סוגיה נוספת של שגיאת סינוס שהוצגה בגלל שגיאות התקנה ושונות במנועים הליניאריים.
הנוהג הנפוץ ביותר להתגבר על סוגיות אלה הוא להניע ולשלוט בכל צד של המערכת המקבילה באופן עצמאי, אך לסנכרן אותם באופן אלקטרוני. העלות של מערכת כזו גבוהה מכיוון שהיא זקוקה לפי שניים מהכונן והמוצרי המיקום של מערכת ציר בודד. זה גם מוסיף שגיאות סנכרון ומעקב שיכולות להשפיל את ביצועי המערכת.
הדבר שמאפשר לחבר בין מנועי פיר ליניאריים במקביל הוא מנוע מגיב ביותר. התנועה הדינאמית הנוצרת על ידי כל שני מנועי ציר ליניארי זהים זהים כאשר ניתנים לו אותו אות בקרה.
כמו בכל מערכות ההנעה המקבילה, על מנועי הפיר הליניארי על פי פיזית עם מנגנון המאפשר לציר להיות רק תנועה של מדרגה יחידה של החופש. זה גורם למנועי פיר ליניאריים מקבילים לשמש כיחידה יחידה המאפשרת פעולה עם מקודד יחיד ו Servodriver יחיד. וכיוון שמנוע-פיר ליניארי המותקן כראוי פועל ללא מגע, הוא לא יכול להכניס שום קשר מכני למערכת.
הצהרות אלה נכונות לכל מנוע לינארי שאינו מגע. מנועי פיר ליניאריים שונים ממנועים לינאריים אחרים שאינם מגעים במספר תחומים המאפשרים להם לעבוד היטב ביישום מקביל.
העיצוב של מנוע הפיר הליניארי מציב את המגנט הקבוע במרכז השדה האלקטרומגנטי, מה שהופך את פער האוויר לא קריטי. הסליל מקיף לחלוטין את המגנט, כך שהאפקט הנקי של השדה המגנטי הוא כוח. זה כמעט מבטל כל וריאציה של כוח הנגרמת כתוצאה מהבדל בפער האוויר, בין אם באמצעות התאמה לא נכונה או הבדלי עיבוד שבבי, מה שהופך את ההתאמה וההתקנה של המנוע פשוט.
עם זאת, שגיאת סינוס - סוגיה מרכזית - עלולה לגרום להבדלי כוח בכל מנוע ליניארי שאינו מגע.
מנועים לינאריים, כמו מנועי פיר ליניאריים, מוגדרים כמנועים סינכרוניים. למעשה, זרם מוחל על הסליל ליצירת אלקטרומגנט המסנכרן לשדה המגנטי של המגנטים הקבועים במסלול המגנט. כוח במנוע ליניארי נוצר מהעוצמה היחסית של שדות מגנטיים אלה וזווית ההתאמה הלא -מכוונת שלהם.
במערכת כונן מקביל, כל הסלילים והמסילה המגנטית הופכים למנוע יחיד כאשר כל השדות המגנטיים שלהם מיושרים בצורה מושלמת. עם זאת, כל התאמה לא נכונה של הסלילים או המסילה המגנטית תגרום ליישור שגוי של השדות המגנטיים, ותייצר כוחות שונים בכל מנוע. הפרש כוח זה יכול, בתורו, לאגד את המערכת. אז שגיאת סינוס היא ההבדל בכוחות המיוצרים על ידי התאמה שגויה של הסלילים או המסילה המגנטית.
ניתן לחשב שגיאת סינוס על ידי המשוואה הבאה:
Fdif=Fג'נרל× חטא (2πddif/MPnn)
אֵיפֹהFdif= הפרש כוח בין שני הסלילים,Fג'נרל= כוח שנוצר,Ddif= אורך התאמה שגויה, וMPnn= המגרש המגנטי הצפונית לצפון.
מרבית המנועים הליניאריים בשוק מעוצבים עם המגרש המגנטי הצפונית לצפון בטווח של 25 עד 60 מ"מ במסווה של ניסיון להפחית את הפסדי ה- IR ואת זמן החשמל קבוע. לדוגמה, התאמה שגויה של 1 מ"מ בלבד במנוע ליניארי עם 30 מ"מnnהמגרש יפיק אובדן חשמל של כ 21%.
המנוע-פיר ליניארי מפצה על אובדן זה על ידי שימוש במגרש מגנטי ארוך יותר לצפון-צפון, שמפחית את ההשפעה של שגיאת סינוס הנגרמת כתוצאה מיישור שגוי בשוגג. אותה התאמה לא נכונה של 1 מ"מ במנוע-פיר ליניארי עם מגרש NN 90 מ"מ ייצר הפסד כוח של 7% בלבד.
מערכות כונן מקביל
מיקום מדויק באמת אפשרי רק עבור רובוטים בעלי ציר יחיד גבוה ודיוק גבוה כאשר המשוב נמצא ישירות במרכז המסה של נקודת העבודה. דור הכוח מהמנוע צריך להתמקד גם במרכז המסה של נקודת העבודה. עם זאת, בדרך כלל אי אפשר לקבל את המנוע והמשוב באותו מיקום בדיוק!
הכנסת מקודד במרכז המסה ושימוש במנועי ציר ליניארי מקבילים מרווחים באותה מידה ממרכז המסה מעניק את המשוב הרצוי לייצור הכוח במרכז המסה. זה לא אפשרי עבור סוגים אחרים של מערכות כונן מקבילות הזקוקות לשתי קבוצות של מקודדים וסרוודרייבס כדי ליצור סוג זה של כונן מקביל.
כונן יחיד/מקודד יחיד עובד בצורה הטובה ביותר בשימושים של דיוק אולטרה-היי ומעניק לבוני מערכות גנטיות יתרון עצום. בעבר, יתכן כי היו למערכות שני מנועים שונים המניעים ברגי כדור נפרדים באמצעות שני בקרים שונים שהיו מחוברים אלקטרונית, או אפילו שני מנועים לינאריים עם שני מקודדים המחוברים אלקטרונית לשני כוננים. כעת אותן פעולות יכולות להגיע משני מנועי פיר ליניאריים, מקודד אחד ומגבר/נהג אחד, כל עוד הקשיחות במערכת גבוהה מספיק.
זהו גם יתרון ליישומים הזקוקים לכמויות כוח גבוהות במיוחד. אפשר לחבר בין כל מספר של מנועי פיר ליניארי במקביל, ובכך להוסיף את כוחותיהם זה לזה.
זמן הודעה: אפריל-15-2024