Bir doğrusal motor, temelde doğrusal hareket üretmek üzere açılmış ve düz bir şekilde yerleştirilmiş bir döner servo motor olarak düşünülebilir. Geleneksel bir doğrusal aktüatör, bir döner servo motorun dönme hareketini düz hat hareketine dönüştüren mekanik bir elemandır. İkisi de doğrusal hareket sunuyor ancak performans özellikleri ve ödünleşimleri çok farklı. Üstün veya düşük teknoloji yoktur; hangisinin kullanılacağı uygulamaya bağlıdır. Daha yakından bakalım.

Lineer motorlar için temel kural, yüksek ivme, yüksek hız veya yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda öne çıkmalarıdır. Örneğin çözünürlüğün ve üretimin kritik olduğu ve bir saatlik kesintinin bile onbinlerce dolara mal olabileceği yarı iletken metrolojide, lineer motorlar ideal çözümü sağlar. Peki ya daha az talepkar bir duruma ne dersiniz?

Lineer motorlarla ilgili ilk sorunlardan biri maliyet rekabetçiliğiydi. Doğrusal motorlar, strok uzunluğunu sınırlayan faktörlerden birini temsil eden nadir toprak mıknatıslarına ihtiyaç duyar. Elbette, teoride mıknatıslar pratik olarak sonsuz şekilde sıralanabilir, ancak gerçekte, uzun strok uzunluğu boyunca yeterli sağlamlığı sağlama zorluğu bir yana, özellikle U-kanal tasarımları için maliyetler artmaktadır.

Demir çekirdekli motorlar, eşdeğer demirsiz tasarıma göre daha küçük mıknatıslar kullanarak aynı kuvveti üretebilir; bu nedenle, birincil gereksinim kas ise ve performans özellikleri, dinamik konum veya hız hatalarına neden olan bazı vuruntu kuvveti bozukluklarını tolere edecek kadar gevşetilirse, demir çekirdek motorları çalıştırabilir. en iyi yaklaşım olacaktır. Performans gereksinimleri nanometre yerine mikron mertebesinde daha da gevşekse, belki de doğrusal aktüatör kombinasyonu en uygun uzlaşmayı sağlayabilir; örneğin ilaç paketleme için doğrusal bir aktüatör seçin, ancak ilaç keşfinin DNA dizilimi için doğrusal bir motor seçin.

Seyahat uzunluğu
Pek çok istisna olmasına rağmen lineer motorlar için optimum strok uzunluğu birkaç milimetreden birkaç metreye kadar değişir. Bundan daha düşük bir değerde bükülme gibi bir alternatif daha etkili olabilir; yukarıda, kayış tahrikleri ve ardından kremayer ve pinyon tasarımları muhtemelen daha iyi bahislerdir.

Lineer motorların strok uzunluğu yalnızca maliyet ve montaj stabilitesi nedeniyle değil aynı zamanda kablo yönetimi sorunu nedeniyle de kısıtlanır. Hareket oluşturmak için zorlayıcıya enerji verilmesi gerekir, bu da güç kablolarının tüm strok uzunluğu boyunca onunla birlikte hareket etmesi gerektiği anlamına gelir. Yüksek esnek kablo ve ona eşlik eden kanallar pahalıdır ve genel olarak hareket kontrolünde kablolamanın en büyük başarısızlık noktası olduğu gerçeği, sorunu daha da karmaşık hale getirir.

Elbette lineer motorların doğası bu soruna akıllı bir çözüm getirebilir. Bu tür endişelerimiz olduğunda, forcerı sabit tabana monte edip mıknatıs rayını hareket ettireceğiz. Bu şekilde tüm kablolar sabit zorlayıcıya gelir. Belirli bir motordan biraz daha az hızlanma elde edersiniz çünkü bir bobini hızlandırmıyorsunuz, daha ağır olan bir mıknatıs izini hızlandırıyorsunuz. Eğer bunu yüksek G'ler için yapıyor olsaydınız, bu iyi olmazdı. Gerçekten yüksek G uygulamanız yoksa bu çok iyi bir tasarım olabilir.

Profeta, tepe kuvvetleri 28 ila 900 lbs arasında değişen Aerotech lineer servo motorlarından bahsediyor ancak burada da lineer motorların temel tasarımı, çok daha fazlasını sunan benzersiz çözümlere olanak tanıyor. En büyük lineer motorlarımızı alıp altı tanesini bir araya getirerek neredeyse 6000 lbs kuvvet üretecek müşterilerimiz var. Birden fazla zorlayıcıyı birden fazla yola yerleştirebilir, bunları mekanik olarak birbirine sabitleyebilir ve ardından tek bir motor gibi hareket etmeleri için hepsini birlikte değiştirebilirsiniz; Veya aynı mıknatıs yoluna birden fazla forseps yerleştirip bunları yükü tutan taşıyıcıya monte edebilir ve bunları tek bir motor gibi değerlendirebilirsiniz.

Gerçek dünyada yaşadığımız ve komütasyonu tam olarak eşleştirmenin imkansız olduğu için, bu yaklaşımın ödemesi gereken yüzde birkaçlık bir verimlilik kaybı vardır, ancak yine de belirli bir uygulama için her yönüyle en iyi çözümü sağlayabilir.

Baş başa
Kuvvet açısından bakıldığında, lineer motorlar döner motor/lineer aktüatör kombinasyonlarına göre nasıl bir araya gelir? Önemli bir güç değişimi var; 4 inç genişliğinde, sekiz kutuplu yarıksız bir doğrusal motoru 4 inç genişliğinde vidayla çalışan bir ürünle karşılaştırıyoruz. Sekiz kutuplu doğrusal motorumuz 40 lbs (180 N) tepe kuvvetine ve 11 lbs (50 N) sürekli kuvvete sahiptir. NEMA 23 servo motor ve vidalı ürünümüzle aynı profilde, maksimum eksenel yük 200 lbs'dir, yani bu şekilde bakarsanız, sürekli kuvvette temel olarak 20 kat bir azalmaya bakıyorsunuz.

Gerçek sonuçlar vida adımına, vida çapına, motor bobinlerine ve motor tasarımına bağlı olarak değişecektir; hemen not edilir ve vidayı destekleyen eksenel yataklarla sınırlıdır. Şirketin 13 inç genişliğindeki demir çekirdekli lineer motoru, örneğin 6 inç genişliğinde vidalı bir ürünün sağladığı 440 lbs'ye kıyasla 1600 lbs'lik tepe eksenel kuvvet üretebilir, ancak kaybedilen alan miktarı dikkate değerdir.

Siyasi bir sloganı açıklamak gerekirse, bu bir uygulamadır, aptalca. Eğer kuvvet yoğunluğu öncelikli konu ise aktüatör muhtemelen en iyi seçimdir. Uygulamanın yanıt verme yeteneği gerektirmesi durumunda, örneğin LCD denetimi gibi yüksek hassasiyetli, yüksek ivmeli bir uygulamada, gerekli performansı elde etmek için ayak izinden kuvvete ödün verilmesi faydalı olacaktır.

Temiz tutmak
Kirlenme, üretim ortamlarındaki hareket kontrolü için önemli bir sorundur ve lineer motorlar da istisna değildir. Standart lineer motor tasarımıyla ilgili büyük sorunlardan biri, katı parçacık veya nem gibi kirlenmeye maruz kalmadır. Bu, 'düz yataklı' tasarımlar için geçerlidir ve [U-kanallı] tasarımlar için daha az sorundur.

Çözümü tamamen mühürlemek çok zordur. Nem oranı yüksek bir ortamda olmak istemezsiniz. Su jeti ile kesme uygulamasına bir lineer motor koyacaksanız, üzerine pozitif basınç uygulamanız ve iyi korunduğundan emin olmanız gerekir çünkü lineer motorun elektronik aksamı çalıştırma anında oradadır.

U-kanal tasarımları durumunda, U'nun ters çevrilmesi parçacıkların kanala girme şansını en aza indirebilir, ancak bu, mıknatıs rayının kütlesinin hareket ettirilmesine karşı iticinin kütlesinin hareket ettirilmesinin bir sonucu olarak performansı tehlikeye atabilecek termal yönetim sorunları yaratır. . Yine, bu bir değiş-tokuştur ve yine uygulama kullanımı yönlendirir.

Lineer motoru etkileyebilecek olan sadece çevre değildir; lineer motor çevreyle ilgili sorunlar yaratabilir. Döner tasarımlardan farklı olarak, doğrusal birimlerdeki büyük mıknatıslar, örneğin manyetik rezonans görüntüleme (MRI) makinelerinde, manyetik açıdan hassas çevrelere zarar verebilir. Hatta metal kesme gibi daha sıradan bir uygulamada bile sorun teşkil edebilir. Bu metal talaşların her birini mıknatıs yoluna çekmeye çalışan yüksek güçlü mıknatıslar elde edersiniz, dolayısıyla doğrusal motorlar, uygun koruma olmadan bu tür uygulamalarda iyi performans göstermez.

Bu Uygulamalar Hakkında…
Peki lineer motorlar için uygulamanın en uygun noktası nerede? Yarı iletken, LED ve LCD üretimi gibi alanlarda başlangıç ​​olarak metroloji. Biyomedikal sektörü ve hatta küçük parça imalatı gibi büyük tabelaların dijital baskısı da büyüyen bir pazardır; müşterilerimiz montaj görevleri için portal konfigürasyonlarında lineer motor çiftleri düzenlerler. Alabildiğiniz kadar ürün verimi elde etmek istiyorsunuz, dolayısıyla bu motorlardan alabileceğiniz yüksek ivme ve hız avantajlıdır. Son zamanlarda yaptığımız şeylerden biri de yakıt hücresi üretimi; şablon kesmek başka bir şeydir.