모션 시스템 설계의 일반적인 구성

선형 움직임은 많은 움직이는 기계의 핵심이며, 선형 모터의 직접 드라이브 특성은 이러한 애플리케이션에서 전체 기계 설계를 단순화 할 수 있습니다. 선형 모터가 하중에 직접 고정되어 있기 때문에 다른 이점으로는 강성이 향상됩니다.

이러한 모터 (및 필요한 주변 구성 요소)를 통합하면 어려운 것처럼 보일 수 있지만 프로세스는 5 가지 간단한 단계로 나눌 수 있습니다. 이 단계별 프로세스에 따라 기계와 로봇 빌더는 외부 노력이나 복잡성없이 선형 운동의 이점을 얻을 수 있습니다.

1. 모터 유형 결정 : 철 코어 대 철분이 없습니다

첫 번째 단계는 사용 가능한 유형에서 선형 모터를 선택하는 것입니다.

철 코어 모터 : 철분 코어 모터가 가장 일반적이며 일반 자동화 응용 프로그램에 적합합니다. 철분 코어는이 모터의 코일 구조를 말하며, 이는 철분 코어 라미네이션으로 구성됩니다. 일반적인 구성은 단면 고정식 자석 트랙과 움직이는 모터 코일 또는 Forcer로 구성됩니다. 철 코어는 생성 된 스러스트 힘을 최대화하고 코일과 자석 사이에 자기 인력을 만듭니다.

이 자기 인력은 선형 운동 베어링을 사전로드하여 선형 안내 시스템의 강성을 효과적으로 증가시키는 데 사용될 수 있습니다. 자기 예압은 감속 및 침전을 개선하여 시스템의 주파수 응답을 향상시킬 수 있습니다.

반면,지지 부재 및 선형 베어링의 부하 용량 증가에 의해 어트랙션 력을 올바르게 지원해야합니다. 이것은 기계의 기계 설계 자유를 저하시킬 수 있습니다.

제 2 철 코어 선형 운동 구성은 움직이는 코일의 양쪽에 위치한 고정식 자석 트랙으로 구성됩니다. 이 특허 구조는 단면적으로 가장 높은 힘을 전달하면서 자기 인력의 영향을 무효화합니다. 균형 잡힌 설계는 베어링 하중을 줄여 더 작은 선형 모션 베어링을 사용하고 베어링 노이즈를 줄일 수 있습니다.

MotionSystemDesign Com Motors Drives 0111 AdvantagesIronless Motors : 철자가없는 선형 모터도 존재합니다. 이 모터는 코일에 철분이 없으므로 모터 부재 사이에는 매력이 없습니다.

가장 일반적인 Ironless 유형은 U 채널입니다. 두 개의 자기 트랙이 결합되어 모터 코일 (또는 Forcer)이 움직이는 채널을 형성합니다. 이 모터는 저속 잔물결과 높은 가속도가 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 철분이없는 구조의 제로 변수력 및 제로 코딩 특성은 토크 리플을 최소화합니다. 코일이 비교적 가볍기 때문에 가속도가 증가합니다.

두 번째 아이언리스 구성은 실린더 형태입니다. 자석은 스테인레스 스틸 튜브 내부에 쌓이고 모터 코일은 실린더 주위로 움직입니다. 이 구성은 볼 스크류를 교체 할 때 적합합니다. 대략 동일한 봉투에서 훨씬 빠른 속도와 위치 정확도를 생성 하므로이 구성.

코일 크기 및 트랙 길이

구성에 관계없이 모든 선형 모터 코일은 응용 부하, 대상 이동 프로파일, 듀티 사이클, 정확도, 정밀, 서비스 수명 및 운영 환경과 같은 응용 프로그램 요구 사항에 크기를 조정해야합니다. 팁 : 선형 모터 제조업체 및 크기 조정 소프트웨어 (종종 무료)의 기술 지원을 통해 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 모터 유형 및 크기를 선택하십시오.

자석 트랙 섹션은 여러 길이로 제공되며 목표 여행 길이를 달성하기 위해 쌓을 수 있으며 총 자석 길이는 사실상 무한합니다. 설계를 단순화하고 비용을 줄이려면 제조업체에서 사용할 수있는 가장 긴 길이의 자석 트랙 섹션을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

2. 인코더를 결정하십시오

선형 모터 시스템을 설계 할 때 두 번째 단계는 선형 인코더를 선택하는 것입니다. 가장 일반적인 것은 광학 또는 자기 읽기 헤드 센서가있는 증분 선형 인코더입니다. 애플리케이션에 필요한 해상도 및 정확도가있는 인코더와 기계 환경에 적합한 인코더를 선택하십시오.

인코더 피드백은 일반적으로 정현파 아날로그 또는 디지털 펄스 트레인을 통해 서보 증폭기로 다시 전송됩니다. 또 다른 옵션은 고속 직렬 인코더 피드백입니다. 더 높은 데이터 속도, 더 높은 비트 해상도, 더 큰 노이즈 면역, 더 긴 케이블 길이 및 포괄적 인 경보 정보를 제공합니다.

직렬 통신은 두 가지 방식으로 연결됩니다.

증폭기와 인코더 사이의 직접적인 통신은 앰프와 호환되는 직렬 인코더 프로토콜을 특징으로하는 인코더를 사용하여 가능합니다.

인코더에 직렬 출력이없는 경우 (또는 직렬 출력 프로토콜이 앰프와 호환되지 않는 경우) 직렬 변환기 모듈을 사용할 수 있습니다. 이 경우, 모듈은 홀 센서 신호와 함께 인코더로부터 아날로그 신호를 수용하고, 아날로그 신호를 세분화하며,이 신호 데이터를 서보 증폭기로 연속적으로 전송합니다. Hall Sensor 데이터는 Powerup에서 사용되고 인코더 피드백을 확인하는 데 사용됩니다.

몇몇 선형 인코더 제조업체는 이제 타사 증폭기 제조업체의 독점 프로토콜을 포함하여 다양한 직렬 통신 프로토콜을 지원하는 절대 선형 인코더를 제공합니다.

3. 앰프를 선택하십시오

설계 프로세스의 세 번째 단계는 서보 증폭기 선택입니다. 앰프는 모터를 기준으로 올바르게 크기를 조정해야합니다.

플러그 앤 플레이는 서보 모터와 앰프를 모두 만드는 공급 업체 만 제공 할 수있는 기능입니다. 일부 공급 업체는 플러그 앤 플레이를 제공하여 시작 시간을 줄이고 적절한 구성을 보장합니다.

일부 서보 증폭기에는 자동 모터 인식과 튜닝리스 모드가있어 서보 시스템을 조정할 필요가 없습니다. 이 소프트웨어를 사용하면 모터 사양 (오버로드 특성 포함)은 전원 공급 장치의 모터에서 서보 증폭기에 자동으로 업로드됩니다. 이렇게하면 모터 사양을 입력 할 때 잠재적 인 사용자 오류가 제거되어 모터 런 어웨이 및 단계 오류의 위험이 거의 제거됩니다.

4. 지원 멤버 및 베어링을 선택하십시오

선형 모터 시스템 설계를 완료하기 위해 두 가지 최종 설계 단계가 진행됩니다. 네 번째 단계는 선형 모션 베어링 시스템을 선택하는 것이며, 다섯 번째는 지원 멤버를 설계하는 것입니다.

대부분의 선형 모터 어셈블리에는 두 가지 중요한 정렬이 있습니다 : 코일과 자석 트랙 사이의 모터-매그넷 갭 거리, 인코더 읽기 헤드와 선형 스케일 사이의 간격 거리. 후자의 기준은 밀폐 된 선형 인코더를 선택할 때 제거됩니다.

팁 :

선형 운동 베어링은 갭 공차를 충족시키기에 충분한 정밀도를 제공해야하며,지지 부재는 구성 요소를 올바르게 공간화하고 선형 베어링 및 인코더의 병렬 처리 요구 사항을 충족하도록 설계되어야합니다.

이러한 기준이 충족되면 베어링 및 지원 구성원의 선택 및 설계는 궁극적으로 기계의 성능 요구 사항에 따라 다릅니다. 높은 정확도와 정밀도를 필요로하는 응용 프로그램에는 고해상도와 높은 정확도 인코더와 고 진수 선형 베어링이 필요합니다.

이 베어링 크기를 조정할 때는 철제 선형 모터와 관련된 페이로드 및 자기 매력을 설명하십시오. 대부분의 경우, 선형 베어링 및 자석 트랙의지지 부재는 기계 프레임에 필수적 일 수 있습니다.