Типичная конфигурация проектирования системы движения

Линейное движение является центральным для многих движущихся машин, а природа прямых линейных двигателей может упростить общую конструкцию машины в этих приложениях. Другие преимущества включают улучшенную жесткость, потому что линейные двигатели фиксируются непосредственно на нагрузку.

Интеграция этих двигателей (и периферические компоненты, которые им требуются) может показаться пугающим, но процесс может быть разбит на пять простых шагов. После этого пошагового процесса позволяет создателям машин и роботов получать линейные моторные преимущества без посторонних усилий или сложности.

1. Определить тип двигателя: железное ядро ​​по сравнению с железом

Первый шаг - выбрать линейный двигатель из доступных типов.

Железные двигатели: железные ядра являются наиболее распространенными и подходящими для общих применений автоматизации. Железный ядер относится к конструкции катушки этой моторной, которая состоит из железного ядра. Типичная конфигурация состоит из односторонней дорожки стационарного магнита и движущейся моторной катушки или форра. Железное ядро ​​максимизирует сгенерированную силу тяги и создает магнитную силу притяжения между катушкой и магнитами.

Эта магнитная сила притяжения может быть использована для эффективного увеличения жесткости линейной системы наведения путем предварительной загрузки линейных подшипников движения. Магнитная предварительная загрузка может также повысить частотную характеристику системы за счет улучшения замедления и оседания.

С другой стороны, сила притяжения должна должным образом поддерживаться увеличением грузоподъемности от поддерживающих элементов и линейных подшипников. Это может ухудшить свободу механического дизайна машины.

Вторая линейно-моторная конфигурация железа состоит из пары путей стационарных магнитов, размещенных по обе стороны от движущейся катушки. Эта запатентованная конструкция сводит на нет влияние магнитного притяжения, обеспечивая наибольшую силу на площадь поперечного сечения. Сбалансированная конструкция уменьшает нагрузку на подшипник, позволяя использовать более мелкие линейные подшипники движения и уменьшать шум подшипника.

MotionsyStemDesign Com Motors приводит 0111 Преимущества. Эти двигатели не имеют железа в своих катушках, поэтому между членами мотор нет никакого притяжения.

Наиболее распространенным бездушным типом является U -канал: две магнитные дорожки соединены, чтобы сформировать канал, в котором движется моторная катушка (или форра). Этот двигатель идеально подходит для применений, требующих низкой скоростной волны и высокого ускорения. Сила нулевого привлечения и нулевая природа железной конструкции сводит к минимуму волновую волну; Ускорение увеличивается, потому что катушка относительно легкая.

Вторая бездушная конфигурация находится в форме цилиндра. Магниты сложены внутри трубки из нержавеющей стали, а моторная катушка перемещается вокруг цилиндра. Эта конфигурация подходит при замене шариков, поскольку она производит гораздо более высокие скорости и точности позиционирования примерно в той же конверте.

Размер катушки и длину дорожки

Независимо от конфигурации, все линейно-моторные катушки должны быть размещены на требованиях применения: примененная нагрузка, профиль целевого перемещения, рабочее цикл, точность, точность, срок службы и операционная среда. СОВЕТ: Заведите техническую поддержку от производителей линейного мотора и программного обеспечения для размеров (что часто бесплатно), чтобы выбрать лучший тип мотора и размер для конкретного приложения.

Разделы магнитов предлагаются в нескольких длинах и могут быть сложены сквозным докладым для достижения целевой длины перемещения, при этом общая длина магнита практически безгранична. Чтобы упростить проектирование и снизить затраты, лучше всего использовать самые длинные секции магнитов, доступные от производителя.

2. Определите энкодер

Вторым шагом при разработке линейной моторной системы является выбор линейного энкодера. Наиболее распространенными являются инкрементные линейные энкодеры с оптическими или магнитными датчиками головки чтения. Выберите энкодер с необходимым разрешением и точностью для приложения, и тот, который подходит для машины.

Обратная связь энкодера обычно отправляется обратно в Серво -усилитель через синусоидальный аналог или цифровой импульсный поезд. Другим вариантом является высокоскоростная обратная связь с последовательным энкодером, обеспечивая более высокую скорость передачи данных, более высокое разрешение битов, больший иммунитет шума, более длительную длину кабеля и комплексную информацию о тревоге.

Серийная связь связывается двумя способами.

Прямая связь между усилителем и энкодером возможна с помощью кодеров с протоколом серийного энкодера, совместимого с усилителем.

Если кодер не имеет последовательного выхода (или где протокол последовательного вывода несовместим с усилителем), можно использовать модуль последовательного преобразователя. В этом случае модуль принимает аналоговый сигнал из кодера вместе с сигналом датчика Холла, подразделяет аналоговый сигнал и передает эти данные сигнала последовательно в сервоприводитель. Данные датчика Hall используются при Powerup и для проверки обратной связи Encoder.

Несколько линейных производителей энкодеров в настоящее время предлагают абсолютные линейные энкодеры, которые поддерживают различные протоколы последовательной связи, в том числе запатентованные протоколы от сторонних производителей усилителей.

3. Выберите усилитель

Третий шаг в процессе проектирования - выбор сервопривода. Усилитель должен быть правильным размером на основе двигателя.

Plug and Play - это функция, которая может быть предложена только поставщиками, которые делают как сервомоторы, так и усилители. Некоторые поставщики предоставляют подключение и воспроизведение для сокращения времени запуска и обеспечения надлежащей конфигурации.

Некоторые сервоприводы имеют автоматическое распознавание двигателя и режим без настройки, который устраняет необходимость настройки сервопривода. С помощью этого программного обеспечения спецификации двигателя (включая характеристики перегрузки) автоматически загружаются в сервоприводитель с двигателя при Powerup. Это удаляет потенциальную ошибку пользователя при вводе моторных спецификаций, практически исключая риск для пробелов двигателя и ошибок в фазировании.

4. Выберите участников поддержки и подшипников

Два конечных шага проекта идут рука об руку, чтобы завершить конструкцию линейной моторной системы: четвертый шаг-выбрать линейную систему подшипника движения, а пятая-разработка членов поддержки.

Есть два важных выравнивания в большинстве линейных сборок двигателя: расстояние зазора с двигателем до магнита между катушкой и дорожкой магнита, а также расстояние зазора между головкой считывания энкодера и линейной шкалой. Последний критерий устраняется при выборе закрытого линейного энкодера.

Советы:

Линейные подшипники движения должны обеспечить достаточную точность для удовлетворения допусков разрыва, в то время как поддержки должны быть разработаны для правильного размещения компонентов и соответствия требованиям параллелизма линейных подшипников и кодера.

Как только эти критерии будут соблюдены, выбор и проектирование подшипников и вспомогательных членов в конечном итоге зависит от требований к производительности машины. Приложения, требующие высокой точности и точности, требуют высокого разрешения и энкодера высокой точности, а также линейных подшипников с высокой точностью.

При определении размера этих подшипников учитывает полезную нагрузку и силы магнитного притяжения, связанные с линейными двигателями железа. Во многих случаях вспомогательные члены линейных подшипников и треков магнитов могут быть неотъемлемой частью машины.