대부분의 사람들은 평행 드라이브 시스템을 직교/갠트리 로봇에서 볼 수있는 것으로 생각합니다. 그러나 평행 드라이브 시스템은 단일 드라이브 컨트롤러와 병렬로 작동하는 둘 이상의 선형 모터로 볼 수 있습니다. 여기에는 직교/갠트리 스타일 로봇과 고정밀 및 초고속 단일 축 로봇과 같은 기타 주요 모션 제어 영역이 다루어지고, 하위 나노 미터에서 고중도계 범위에서 해상도 및 위치 정확도가 있습니다. 이 시스템은 광학 및 현미경, 반도체 제조, 공작 기계, 고급 힘이있는 액추에이터, 재료 테스트 장비, 픽 앤 플레이스 작업, 어셈블리 작업, 처리 공작 기계 및 아크 용접 영역과 같은 영역으로 들어갑니다. 대체로 미크론과 서브 미크론 세계에는 응용 프로그램이 있습니다.

병렬 구동 문제
모든 병렬 드라이브 시스템의 주요 문제는 직교 정렬입니다 : 병렬 축 제곱을 유지하는 능력. 나사, 랙 및 피니언, 벨트 및 체인과 같은 기계적으로 구동되는 시스템에서 주요 문제는 오정렬 또는 쌓인 공차로부터 기계 시스템의 결합입니다. 직접 드라이브 시스템에서는 선형 모터의 설치 오류 및 차이로 인해 사인 오류가 추가 된 추가 문제가 있습니다.

이러한 문제를 극복하는 가장 일반적인 관행은 병렬 시스템의 각 측면을 독립적으로 추진하고 제어하는 ​​것입니다. 이러한 시스템의 비용은 단일 축 시스템의 드라이브 및 위치 감지 전자 제품의 두 배가 필요하기 때문에 높습니다. 또한 시스템의 성능을 저하시킬 수있는 동기화 및 추적 오류를 추가합니다.

선형 샤프트 모터를 병렬로 연결할 수있는 것은 반응이 높은 모터입니다. 두 개의 동일한 선형 선형 샤프트 모터에 의해 생성 된 동적 모션은 동일한 제어 신호가 주어지면 동일합니다.

모든 병렬 드라이브 시스템과 마찬가지로, 선형 샤프트 모터는 축에 단일 도전의 움직임만을 갖도록하는 메커니즘을 물리적으로 결합해야합니다. 이로 인해 병렬 선형 샤프트 모터는 단일 인코더 및 단일 서브 디버로 작동을 허용하기위한 단일 장치 역할을합니다. 또한 올바르게 설치된 선형 샤프트 모터는 접촉없이 작동하므로 시스템에 기계적 결합을 도입 할 수 없습니다.

이 진술은 모든 비접촉 선형 모터에 적용됩니다. 선형 샤프트 모터는 여러 영역에서 다른 비접촉 선형 모터와 다릅니다.

선형 샤프트 모터의 설계는 전자기장의 중앙에 영구 자석을 배치하여 공기 갭을 비정질로 만듭니다. 코일은 자석을 완전히 둘러싸고 있으므로 자기장의 순 효과는 힘입니다. 이는 오정렬 또는 가공 차이를 통해 공기 갭의 차이로 인한 힘 변화를 사실상 제거하여 모터의 정렬 및 설치를 간단하게 만듭니다.

그러나 주요 문제인 Sine 오류는 비접촉 선형 모터에서 힘 차이를 유발할 수 있습니다.

선형 샤프트 모터와 같은 선형 모터는 동기 모터로 정의됩니다. 사실상, 전류는 코일에 적용되어 자석 트랙에서 영구 자석의 자기장과 동기화되는 전자석을 형성합니다. 선형 모터의 힘은 ​​이러한 자기장의 상대 강도와 의도적 인 오정렬의 각도에서 생성됩니다.

병렬 구동 시스템에서 모든 코일과 자기 트랙은 모든 자기장이 완벽하게 정렬 될 때 단일 모터가됩니다. 그러나 코일 또는 자기 트랙의 오정렬은 자기장의 오정렬을 유발하여 각 모터에서 다른 힘을 생성합니다. 이 힘차는 시스템을 결합 할 수 있습니다. 따라서 사인 오류는 코일 또는 자기 트랙의 오정렬로 인해 발생하는 힘의 차이입니다.

사인 오류는 다음 방정식으로 계산할 수 있습니다.

F_dif=F_세대× 죄 (2πd_dif/MP_NN)

어디F_dif= 두 코일의 힘 차이,F_세대= 힘 생성,D_dif= 오정렬의 길이 및MP_NN= 북쪽-북쪽 자기 피치.

시장에 나와있는 대부분의 선형 모터는 IR 손실과 전기 시간 상수를 줄이려는 모습으로 25 ~ 60mm 범위의 북쪽에서 북쪽 마그네틱 피치로 설계되었습니다. 예를 들어, 30mm의 선형 모터에서 단지 1mm의 오정렬NN피치는 약 21%의 전력 손실을 생성합니다.

선형 샤프트 모터는 훨씬 더 긴 북쪽-북쪽 자기 피치를 사용 하여이 손실을 보상하여 우연한 오정렬로 인한 사인 오류의 영향을 줄입니다. 90mm NN 피치를 갖는 선형 샤프트 모터에서 1mm의 동일한 오정렬은 7% 전력 손실 만 생성합니다.

병렬 드라이브 시스템
피드백이 작업 지점의 질량 중심에있을 때는 진정으로 정확한 포지셔닝이 높고 울트라 이시는 단일 축 로봇에 대해서만 가능합니다. 모터로부터의 힘 생성은 또한 작업 지점의 질량 중앙에도 초점을 맞춰야한다. 그러나 일반적으로 동일한 위치에 모터와 피드백을 갖는 것은 불가능합니다!

질량 중심에 인코더를 넣고 질량 중심에서 동일하게 간격을 두는 평행 선형 샤프트 모터를 사용하면 질량 중심에서 원하는 피드백과 힘 생성이 제공됩니다. 이 유형의 병렬 드라이브를 생성하기 위해 두 세트의 인코더와 서보 드라이브가 필요한 다른 유형의 병렬 드라이브 시스템에는 불가능합니다.

단일 드라이브/싱글 인코더는 Ultrahigh-Precision 사용에서 가장 잘 작동하며 Gantry-System Builders에게 큰 이점을 제공합니다. 과거에는 시스템에는 전자적으로 연결된 두 개의 다른 컨트롤러를 사용하여 별도의 볼 나사를 구동하는 두 개의 다른 모터 또는 두 개의 인코더가 두 개의 드라이브와 전자적으로 연결된 2 개의 선형 모터를 사용했을 수 있습니다. 이제 시스템의 강성이 충분히 높으면 두 개의 선형 샤프트 모터, 하나의 인코더 및 앰프/드라이버에서 동일한 동작이 발생할 수 있습니다.

이것은 또한 매우 많은 양의 힘이 필요한 응용 분야의 장점입니다. 여러 선형 샤프트 모터를 병렬로 연결하여 힘을 더할 수 있습니다.