Tam lineer motor aşamaları – taban plakası, lineer motor, lineer kılavuzlar, kodlayıcı ve kontroller dahil.

Doğrudan tahrikli doğrusal servo motorlar, son birkaç yılda, kısmen son kullanıcıların daha yüksek verim ve daha iyi hassasiyet talepleri sayesinde, benimsenmesinde ölçülebilir bir artış gördü. Ve doğrusal motorlar çoğunlukla diğer tahrik mekanizmalarıyla mümkün olmayan yüksek hızlar, uzun stroklar ve mükemmel konumlandırma doğruluğunun bir kombinasyonunu sağlama yetenekleriyle tanınmalarına rağmen, aynı zamanda son derece yavaş, pürüzsüz ve hassas hareketler de elde edebilirler. Aslında, doğrusal motor teknolojisi o kadar geniş bir yetenek yelpazesi sunar ki - itme kuvveti, hız, ivme, konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik - doğrusal motorların uygun bir çözüm olmadığı çok az uygulama vardır.

Doğrusal motor çeşitleri arasında doğrusal servo motorlar, doğrusal adım motorları, doğrusal endüksiyon motorları ve itme tüplü doğrusal motorlar bulunur. Bir doğrusal servo motor bir uygulama için en iyi seçenek olduğunda, ilk motor seçimi sırasında dikkate alınması gereken üç şey vardır.

"Birincil" husus: Demir çekirdekli mi yoksa demirsiz mi?
Doğrusal doğrudan tahrikli servo motorlar, birincil parçadaki sargıların (döner bir motordaki statora benzer) bir demir laminasyon yığınına mı yoksa epoksiye mi monte edildiğine bağlı olarak iki ana tipte gelir: demir çekirdekli veya demirsiz. Uygulamanın demir çekirdekli veya demirsiz doğrusal motor gerektirip gerektirmediğine karar vermek, genellikle tasarım ve seçimdeki ilk adımdır.

Demir çekirdekli doğrusal motorlar, son derece yüksek itme kuvvetleri gerektiren uygulamalar için en uygun olanlardır. Bunun nedeni, birincil parçanın laminasyonunun, elektromanyetik akıyı ikincil parçanın mıknatıslarına odaklayan dişler (çıkıntılar) içermesidir (döner bir motordaki rotora benzer). Birincil parçadaki demir ile ikincil parçadaki kalıcı mıknatıslar arasındaki bu manyetik çekim, motorun yüksek kuvvetler iletmesini sağlar.

Demirsiz doğrusal motorlar genellikle daha düşük itme kuvveti kapasitelerine sahiptir, bu nedenle presleme, işleme veya kalıplama gibi uygulamalarda bulunan aşırı yüksek itme gereksinimleri için uygun değildirler. Ancak yüksek hızlı montaj ve taşımada mükemmeldirler.

Demir çekirdek tasarımının dezavantajı, hareketin düzgünlüğünü bozan dişli oluşumudur. Dişli oluşumu, birincil parçanın yivli tasarımının ikincil parçanın mıknatısları boyunca hareket ederken "tercih edilen" konumlara sahip olmasına neden olması nedeniyle oluşur. Birincilin ikincil parçanın mıknatıslarıyla hizalanma eğilimini aşmak için, motor daha fazla kuvvet üretmek zorundadır, bu da dişli oluşumu olarak adlandırılan bir hız dalgalanmasına neden olur. Kuvvet ve hız dalgalanmasındaki bu değişim, hareketin düzgünlüğünü bozar ve bu, seyahat sırasında hareket kalitesinin (sadece son konumlandırma doğruluğu değil) önemli olduğu uygulamalarda önemli bir sorun olabilir.

Üreticilerin dişlileri azaltmak için kullandıkları çok sayıda yöntem vardır. Yaygın bir yaklaşım, mıknatısların (veya dişlerin) konumunu çarpıtarak birincil dişler ikincil mıknatıslar boyunca hareket ederken daha yumuşak geçişler yaratmaktır. Mıknatısların şeklini uzunlamasına bir sekizgene değiştirerek benzer bir etki elde edilebilir.

Dişli çarkı azaltmanın bir diğer yöntemi kesirli sargı olarak adlandırılır. Bu tasarımda, birincil, ikincildeki mıknatıslardan daha fazla laminasyon dişi içerir ve laminasyon yığını özel bir şekle sahiptir. Birlikte, bu iki değişiklik dişli çarkı kuvvetlerini iptal etmek için çalışır. Ve elbette, yazılım her zaman bir çözüm sunar. Dişli çarkı önleme algoritmaları, servo sürücülerin ve kontrolörlerin birincil'e verilen akımı ayarlamasına izin verir, böylece kuvvet ve hızdaki değişiklikler en aza indirilir.

Demirsiz doğrusal motorlar, birincil bobinleri çelik bir laminasyon etrafına sarılmak yerine epoksi ile kapsüllendiği için dişli oluşumu yaşamazlar. Ayrıca demirsiz doğrusal servo motorlar daha düşük bir kütleye sahiptir (epoksi çelikten daha hafiftir, ancak daha az serttir), bu da elektromekanik sistemlerde bulunan en yüksek hızlanma, yavaşlama ve maksimum hız değerlerinden bazılarını elde etmelerini sağlar. Yerleşme süreleri genellikle demirsiz motorlar için demir çekirdekli versiyonlara göre daha iyidir (daha düşüktür). Birincilde çelik olmaması ve bununla ilişkili dişli oluşumu veya hız dalgalanmasının olmaması, demirsiz doğrusal motorların genellikle %0,01'den daha az hız değişimiyle çok yavaş, sabit hareket sağlayabileceği anlamına gelir.

Entegrasyonun hangi seviyesi?
Döner motorlar gibi, doğrusal servo motorlar da bir hareket sistemindeki bileşenlerden sadece biridir. Tam bir doğrusal motor sistemi ayrıca yükü desteklemek ve yönlendirmek için yataklar, kablo yönetimi, geri bildirim (genellikle doğrusal kodlayıcı) ve bir servo sürücü ve kontrolör gerektirir. Son derece deneyimli OEM'ler ve makine üreticileri veya çok benzersiz tasarım veya performans gereksinimleri olanlar, şirket içi yeteneklere ve çeşitli üreticilerden gelen hazır bileşenlere sahip tam bir sistem inşa edebilir.

Doğrusal motor sistemi tasarımı, kayışlara, kremayer ve pinyonlara veya vidalara dayalı sistemlerin tasarımından tartışmasız olarak daha basittir. Daha az bileşen ve daha az emek yoğun montaj adımı vardır (bilyalı vida desteklerinin hizalanması veya kayışların gerilmesi yoktur). Ve doğrusal motorlar temassızdır, bu nedenle tasarımcıların tahrik ünitesinin yağlanması, ayarlanması veya diğer bakımı için önlemler alma konusunda endişelenmelerine gerek yoktur. Ancak anahtar teslim bir çözüm arayan OEM'ler ve makine üreticileri için, eksiksiz doğrusal motor tahrikli aktüatörler, yüksek hassasiyetli aşamalar ve hatta Kartezyen ve gantry sistemleri için sayısız seçenek vardır.

Doğrusal motor için ortam uygun mudur?
Doğrusal motorlar, daha az hareketli parçaya sahip oldukları ve uygulamanın parçacık üretimi, gaz çıkışı ve sıcaklık gereksinimlerini karşılamak için hemen hemen her tür doğrusal kılavuz veya kablo yönetimiyle eşleştirilebildikleri için temiz odalar ve vakum ortamları gibi zorlu ortamlarda sıklıkla tercih edilen çözümdür. Ve aşırı durumlarda, ikincil (mıknatıs yolu) hareketli parça olarak kullanılabilirken, birincil parça (kablolar ve kablo yönetimi dahil sargılar) sabit kalabilir.

Ancak ortam metal talaşları, metal tozu veya metal parçacıklarından oluşacaksa, doğrusal bir servo motor en iyi seçenek olmayabilir. Bu özellikle demir çekirdekli doğrusal motorlar için geçerlidir çünkü tasarımları doğası gereği açıktır ve mıknatıs yolunu kirlenmeye maruz bırakır. Demirsiz doğrusal motorların yarı kapalı tasarımı daha iyi koruma sağlar, ancak ikincil parçadaki yuvanın doğrudan kirlenme kaynaklarına maruz kalmamasına dikkat edilmelidir. Hem demir çekirdekli hem de demirsiz doğrusal motorları kapatmak için tasarım seçenekleri vardır, ancak bunlar bir motorun ısıyı dağıtma yeteneğini azaltabilir ve potansiyel olarak bir sorunu başka bir sorunla değiştirebilir.