Um motor linear pode ser pensado como um motor de servo rotativo desenrolado e deitado para produzir movimento fundamentalmente linear. Um atuador linear tradicional é um elemento mecânico que converte o movimento de viragem de um motor de servo rotativo em deslocamento linear. Os dois oferecem movimento linear, mas com características de desempenho muito diferentes e compensações. Não existe uma tecnologia superior ou inferior - a escolha de que o uso depende do aplicativo. Vamos dar uma olhada mais de perto.

A regra geral para motores lineares é que eles brilham em aplicações que requerem alta aceleração, alta velocidade ou alta precisão. Na metrologia semicondutores, por exemplo, onde a resolução e a taxa de transferência são críticos e até uma hora de tempo de inatividade pode custar dezenas de milhares de dólares, os motores lineares fornecem a solução ideal. Mas que tal uma situação menos exigente?

Um problema inicial com os motores lineares foi a competitividade de custos. Os motores lineares requerem ímãs de terras raras, que apresentam um dos fatores limitantes ao comprimento do AVC. Certamente, em teoria, os ímãs podem ser alinhados praticamente sem parar, mas, na realidade, além do desafio de garantir rigidez suficiente em um longo comprimento de derrame, os custos aumentam, principalmente para os projetos de canais em U.

Os motores de core de ferro podem gerar a mesma força usando ímãs menores que o design equivalente sem ferro; portanto, se o músculo for o requisito principal e as especificações de desempenho são relaxadas o suficiente para tolerar algum distúrbio da força de engrenagem, resultando em posição dinâmica ou erros de velocidade, o núcleo de ferro pode ser a melhor abordagem. Se os requisitos de desempenho forem ainda mais frouxos, na ordem dos microns, em vez de nanômetros, talvez a combinação de atuadores lineares forneça o compromisso mais apropriado - escolha um atuador linear para embalagem de medicamentos, digamos, mas um motor linear para o sequenciamento de DNA da descoberta de medicamentos.

Comprimento da viagem
Embora existam muitas exceções, o comprimento ideal para motores lineares varia de alguns milímetros a vários metros. Abaixando isso, uma alternativa como uma flexão pode ser mais eficaz; Acima, unidades de correia e designs de rack-and-pinion são provavelmente melhores apostas.

O comprimento do curso dos motores lineares é restringido não apenas pela estabilidade de custo e montagem, mas pela questão do gerenciamento de cabos. Para gerar movimento, a forcer deve ser energizada, o que significa que os cabos de energia precisam viajar consigo o comprimento total do curso. Os cabos High-Flex e as pistas que acompanham são caras, e o fato de o cabeamento ser o maior ponto de falha no controle de movimento em geral complica ainda mais o problema.

Obviamente, a própria natureza dos motores lineares pode produzir uma solução inteligente para esse problema. Onde temos essas preocupações, montaremos a forcer para a base estacionária e moveremos a pista do ímã. Dessa forma, todos os cabos chegam ao forcer estacionário. Você fica um pouco menos com aceleração de um determinado motor porque não está acelerando uma bobina, está acelerando uma pista de ímã, o que é mais pesado. Se você estivesse fazendo isso para G's High, isso não seria bom. Se você realmente não possui um aplicativo de alto g, esse pode ser um design muito bom.

O Profeta cita motores de servo linear aerotech com forças de pico que variam de 28 a 900 libras, mas aqui novamente, o design fundamental de motores lineares se presta a soluções únicas que oferecem muito mais. Temos clientes que levarão nossos maiores motores lineares, juntam seis deles e geram quase 6000 libras de força. Você pode colocar vários forças em várias faixas, consertá -las mecanicamente e depois comutá -las todas juntas para que elas atuem como um motor; Ou você pode colocar várias forças na mesma pista de ímã e montá -las na carruagem segurando a carga e tratá -los como um motor.

Como vivemos no mundo real e é impossível combinar exatamente a comutação, há uma penalidade de eficiência de alguns por cento a pagar por essa abordagem, mas ainda pode produzir a melhor solução geral para um determinado aplicativo.

De frente a frente
Do ponto de vista da força, como os motores lineares se empilham para combinações rotativas do motor/atuador linear? Há uma troca de força significativa, comparamos um motor linear sem caça-níqueis de 4 polegadas de largura e oito pistas com um produto acionado por parafuso de 4 polegadas de largura. Nosso motor linear de oito polos tem um pico de força de 180 n (180 n) e uma força contínua de 11 libras (50 N). Nesse mesmo perfil com um motor NEMA 23 e nosso produto acionado por parafusos, a carga axial máxima é de 200 libras; portanto, se você olhar dessa maneira, estará olhando basicamente uma redução de 20 vezes na força contínua.

Os resultados reais variam dependendo do passo do parafuso, do diâmetro do parafuso, das bobinas do motor e do design do motor, ele é rápido em observar e é limitado pelos rolamentos axiais que suportam o parafuso. O motor linear de núcleo de ferro de 13 polegadas de 13 polegadas da empresa pode gerar 1600 libras de força axial de pico em comparação com as 440 libras fornecidas por um produto acionado por parafuso de 6 polegadas de largura, por exemplo, mas a quantidade de espaço dada é considerável.

Parafraseando um slogan político, é a aplicação, estúpida. Se a densidade da força é a principal preocupação, um atuador é provavelmente a melhor escolha. Se o aplicativo exigir capacidade de resposta, por exemplo, em um aplicativo de alta precisão e alta aceleração, como a inspeção do LCD, a troca de pegada para a força para obter o desempenho necessário vale a pena.

Mantendo -o limpo
A contaminação é uma questão importante para o controle de movimento em ambientes de fabricação e motores lineares não são exceção. Um grande problema com o design do motor linear padrão é a exposição à contaminação, como partículas ou umidade sólida. Isso é verdade para projetos 'de mesa' e menos problemas para projetos de [canal em U].

É muito difícil selar completamente a solução. Você não quer estar em um ambiente de alta humor. Se você for colocar um motor linear em uma aplicação de corte de jato de água, precisa pressionar positivo e garantir que ele esteja bem protegido porque os eletrônicos do motor linear estão ali com a atuação.

No caso dos projetos de canal U, invertendo o U pode minimizar a chance de participar do canal, mas isso cria problemas de gerenciamento térmico que podem comprometer o desempenho como resultado da movimentação da massa do trilho de ímã e mover a massa da forcer. Novamente, é uma troca e, novamente, o aplicativo impulsiona o uso.

Não é apenas o ambiente que pode afetar o motor linear - o motor linear pode criar problemas com o ambiente. Ao contrário dos desenhos rotativos, os ímãs grandes em unidades lineares podem causar estragos com arredores magneticamente sensíveis, por exemplo, em máquinas de ressonância magnética (RM). Pode até ser um problema em um aplicativo mais prosaico, como corte de metal. Você obtém esses ímãs de alta força que estão tentando puxar cada um desses chips de metal para a pista de ímã, para que os motores lineares não tenham um bom desempenho nesses tipos de aplicações sem proteção adequada.

Sobre essas aplicações…
Então, onde está o ponto ideal do aplicativo para motores lineares? Metrologia, para começar, em áreas como semicondutor, manufatura de LED e LCD. A impressão digital de grandes sinais também é um mercado em crescimento, assim como o setor biomédico e até a fabricação de pequenas peças, nossos clientes organizam pares de motores lineares em configurações de pórtico para tarefas de montagem. Você deseja obter o máximo de rendimento do produto possível, para que a alta aceleração e velocidade que você possa obter desses motores é vantajosa. Uma coisa que temos feito ultimamente é a fabricação de células de combustível; O corte de estêncil é outro.