Os motores e atuadores lineares agora são competitivos em custos com parafusos e unidades de correia e oferecem agilidade e largura de banda distintamente superiores para aplicações avançadas de posicionamento. Novos micromotores e atuadores estão ajudando a automatizar tarefas não viáveis ​​anteriormente. As unidades lineares diretas estão substituindo cada vez mais os cilindros pneumáticos controlados por servo, contribuindo com confiabilidade e controlabilidade, livres do custo, ruído e manutenção dos compressores de ar.

Impulsionados pelos requisitos da indústria de semicondutores, os fabricantes de motores lineares aumentaram constantemente a precisão, os preços reduzidos, desenvolveram vários tipos de motores e a integração simplificada em equipamentos de automação. Os motores lineares modernos fornecem aceleração de pico de 20g e uma velocidade de 10 metros/segunda, fornecem agilidade dinâmica incomparável, minimizam a manutenção e multipliquem o tempo de atividade. Eles foram além do uso especializado da indústria de semicondutores para fornecer desempenho avançado em hospedeiros de aplicativos.

Com dez vezes a velocidade e a vida útil dos parafusos de bola, a tecnologia linear de acionamento direto é frequentemente a única solução para a automação que aumenta a produtividade.

Superioridade dinâmica

O desempenho dinâmico dos mecanismos de posicionamento convencional é limitado por parafusos de chumbo, trens de engrenagem, unidades de correia e acoplamentos flexíveis, que produzem histerese, reação e desgaste. Da mesma forma, os atuadores pneumáticos sofrem de massa de pistão e atrito do cilindro do pistão, bem como compressibilidade do ar, que produz complexidade de controle de servo. Motores e atuadores lineares derramam a massa e a inércia dos posicionais convencionais e libertados dessas limitações fundamentais, fornecem rigidez dinâmica inigualável.

A criação de força de acionamento direto permite que motores e atuadores lineares obtenham largura de banda de circuito fechado indisponível com mecanismos de posicionamento alternativos. O motor e o atuador são capazes de aproveitar ao máximo os controladores modernos. Esses controladores são sintonizados para operação de alto ganho de alça, alcançando amplo controle de largura de banda, sedimentação rápida e rápida recuperação de distúrbios transitórios.

Motores e atuadores lineares se destacam em fazer movimentos de distância milímetros que operam na zona de atrito estático. Sua baixa massa e atrito estático mínimo minimizam a força de acionamento necessária para iniciar a viagem e simplificar a tarefa do sistema de controle na prevenção da overshoot ao parar. Esses atributos permitem que motores e atuadores de acionamento direto digitalizem lâminas de microscópio, por exemplo, e traçam os locais XY de artefatos a apenas milímetros de distância.

As aplicações que exigem movimento repetitivo rápido podem explorar a alta largura de banda do atuador linear para dobrar a taxa de transferência de parafusos ou unidades de correia. Máquinas que cortam rolos de material para comprimento (papel, plásticos e até fraldas) maximizam a taxa de transferência operando sem parar o fluxo do material. Para cortar na mosca, essas máquinas aceleram a lâmina de corte para sincronizar com o fluxo do material, viaje na velocidade do material até o local de corte e inicie o corte. Após o corte, a lâmina é devolvida ao seu ponto de partida para aguardar o próximo ciclo de corte de ida e volta.

Tipos de motor linear

Três configurações básicas de motor linear estão disponíveis: cama plana, canal U e motores tubulares. Cada motor possui benefícios e limitações intrínsecas.

Os motores de cama plana, enquanto oferecem viagens ilimitadas e força de acionamento mais alta, exercem uma atração magnética considerável e indesejável entre a carga que transporta forcer e a pista de ímã permanente do motor. Essa força de atração requer rolamentos que suportem a carga extra.

O motor de canal U, com seu núcleo sem ferro, possui baixa inércia, portanto, a agilidade máxima. No entanto, a carga da força que transporta bobinas magnéticas viaja profundamente dentro da estrutura do canal U, restringindo a remoção de calor.

Os motores lineares tubulares são robustos, termicamente eficientes e os mais simples de instalar. Eles fornecem substituições de manobra para o parafusos e posicionadores pneumáticos. Os ímãs permanentes do motor tubular são envoltos em um tubo de aço inoxidável (haste de empuxo), que é suportado nas duas extremidades. Sem suporte adicional na haste de empuxo, o deslocamento de carga é limitado a 2 a 3 metros, dependendo do diâmetro da haste de impulso.

Dos três tipos de motores, os motores tubulares estão melhor equipados para o uso industrial convencional. Os motores lineares tubulares obtiveram benefícios profundos de uma inovação fundamental de engenharia. Os motores lineares da Copley Controla substituem o codificador linear externo tradicional por sensores integrais do salão. Um circuito magnético patenteado permite que os sensores de efeito hall obtenham quase dez vezes melhor em resolução e repetibilidade.

Como os codificadores lineares podem custar quase tanto quanto o próprio motor linear, eliminá -los é uma grande redução de custo. Isso também simplifica a integração motora linear nos sistemas de automação, pois não há um codificador complicado para apoiar e alinhar. Outros benefícios incluem robustez, confiabilidade e liberdade da necessidade de um codificador de ambientes protegidos.

Os motores lineares tubulares podem ser transformados em atuadores lineares poderosos e versáteis do acionamento direto. Em uma encarnação do atuador, a forcer permanece estacionária (aparafusada na estrutura da máquina), enquanto a haste de empuxo de posicionamento de carga viaja com baixo atrito, rolamentos sem lubrificação montados dentro da forcer. Além de superar os parafusos e os acionamentos de correia, o atuador linear é uma alternativa de maior desempenho aos sistemas de posicionamento servo-pneumático programáveis.

Os motores lineares tubulares se prestam a aplicações de duplicação de produtividade com duas forças independentes operando em uma única haste de impulso. Cada forcer tem seu próprio servo drive e pode viajar totalmente independente do outro. Um forcer pode então carregar, por exemplo, enquanto os outros descarregam. A técnica pode dobrar a taxa de transferência levantando os itens dois de cada vez de um transportador de viagem rápido e colocá -los com precisão em um segundo transportador.

Da mesma forma, várias forças que operam em uma única haste de impulso podem dobrar, triplicar ou até quadruplicar a força de acionamento. As forças podem ser operadas por um único controlador.

A FORCER que transporta de carga linear viaja em rolamentos trilhos únicos e de longa duração. Por outro lado, os mecanismos de conversão rotativos-lineares do correio de bola envolvem fontes adicionais de desgaste que degradam o desempenho e reduzem a vida útil.

A haste de impulso do atuador linear desliza em rolamentos sem lubrificação, montados na forcer. Essa simplicidade intrínseca permite que o atuador forneça 10 milhões de ciclos operacionais. Os rolamentos do atuador são auto-alinhados, facilitando a instalação. A força do acionamento do atuador é aplicada diretamente à haste de impulso, melhorando a aceleração e a capacidade de resposta.

Com o codificador externo substituído por um sensor de estado sólido integrado à forcer, os motores e atuadores de acionamento direto se tornam dispositivos de dois componentes muito simples. FORCER e ROD PHION são componentes inerentemente muito robustos, o que permite que o motor e o atuador estejam em conformidade com as classificações internacionais de lavagem IP67.

A ausência de engrenagens de moagem e parafuso de chumbo de zumbido fornece a motores e atuadores lineares a qualificação cada vez mais vital da operação de baixo ruído. A OSHA está acompanhando os calcanhares dos códigos industriais europeus, que colocam regras cada vez mais rigorosas sobre o ruído do local de trabalho. A operação silenciosa já é crítica em ambientes de laboratório e hospitalar; Essa preocupação se tornará cada vez mais difundida à medida que a OSHA estende sua decisão a outros ambientes de produção.