Doğrusal motorlar üstün çıkış sağlar, bu nedenle tıbbi ekipman, endüstriyel otomasyon, paketleme ve yarı iletken üretiminde mükemmellik gösterir. Dahası, yeni doğrusal motorlar erken versiyonların maliyetini, ısısını ve entegrasyon karmaşıklığını ele alır. İncelemek gerekirse, doğrusal motorlar bir bobin (birincil parça veya zorlayıcı) ve bazen plaka veya ikincil olarak adlandırılan sabit bir platform içerir. Alt türleri bol miktarda bulunur, ancak otomasyon için en yaygın ikisi fırçasız demir çekirdekli ve demirsiz doğrusal motorlardır.

Doğrusal motorlar genellikle mekanik tahriklerden daha iyi performans gösterir. Sınırsız uzunluklara sahiptirler. Mekanik kurulumların elastikiyeti ve boşluğu olmadan, doğruluk ve tekrarlanabilirlik yüksektir ve makinenin ömrü boyunca bu şekilde kalır. Aslında, doğrusal bir motorun yalnızca kılavuz yatakları bakım gerektirir; diğer tüm alt bileşenler aşınmasızdır.

Ironcore doğrusal motorların üstün olduğu yerler
Ironcore doğrusal motorların birincil bobinleri bir demir çekirdeğin etrafındadır. İkincil genellikle sabit bir mıknatıs yoludur. Ironcore doğrusal motorlar enjeksiyon kalıplama, takım tezgahı ve pres makinelerinde iyi çalışır çünkü yüksek sürekli kuvvet üretirler. Bir uyarı, ironcore doğrusal motorların dişli olabilmesidir çünkü ikincilin birincil üzerindeki manyetik çekimi mıknatıs yolundan geçerken değişir. Burada tetikleyici kuvvet suçlanır. Üreticiler dişli sorununu çeşitli şekillerde ele alırlar ancak asıl amaç düzgün vuruşlar olduğunda sorunludur.

Yine de, demir çekirdekli doğrusal motor avantajları bol miktardadır. Daha güçlü manyetik bağlantı (demir çekirdek ve stator mıknatısları arasında) yüksek kuvvet yoğunluğu sağlar. Bu nedenle, demir çekirdekli doğrusal motorlar, karşılaştırılabilir demirsiz doğrusal motorlardan daha yüksek kuvvet çıkışına sahiptir. Ayrıca, bu motorlar çok fazla ısıyı dağıtır çünkü demir çekirdek çalışma sırasında bobin tarafından üretilen ısıyı yayar — bobin-ortam termal direncini demirsiz motorlardan daha iyi azaltır. Son olarak, bu motorların entegrasyonu kolaydır çünkü forcer ve stator doğrudan birbirine bakar.

Hızlı stroklar için demirsiz doğrusal motorlar
Demirsiz doğrusal motorların birincilinde demir yoktur, bu nedenle daha dinamik hareket çıkışı için daha hafiftir. Bobinler bir epoksi plakaya gömülüdür. Çoğu demirsiz doğrusal motorun iç yüzeyleri mıknatıslarla kaplı U şeklinde raylara sahiptir. Isı birikimi, itme kuvvetlerini karşılaştırılabilir demir çekirdekli motorlarınkinden daha azına sınırlayabilir, ancak bazı üreticiler bu sorunu yenilikçi kanal ve birincil geometri ile ele alır.

Kısa yerleşme süreleri, demirsiz doğrusal motorların dinamiklerini daha da artırarak hızlı ve doğru hareketler yapmalarını sağlar. Birincil ve ikincil arasında doğal çekici kuvvetler olmaması, demirsiz doğrusal motorların demir çekirdekli motorlardan daha kolay monte edilebileceği anlamına gelir. Ayrıca destek yatakları manyetik kuvvetlere maruz kalmaz, bu nedenle genellikle daha uzun ömürlüdür.

Lineer motorların dikey eksenlerde ve zorlu ortamlarda sorun yaşadığını unutmayın. Bunun nedeni, bir miktar frenleme veya karşı ağırlık olmadan, lineer motorların (doğası gereği temassızdır) güç kapalıyken yüklerin düşmesine izin vermesidir.

Ek olarak, bazı zorlu ortamlar, özellikle metal parçaların işlendiği işlemlerde, doğrusal motorlara yapışan toz ve talaş üretebilir. Burada, demir çekirdekli doğrusal motorlar (ve mıknatısla dolu rayları) en savunmasız olanlardır. Bazı aktüatörler, bu tür ortamlarda çalışmak için demir çekirdekli veya demirsiz doğrusal motorlar ve toz geçirmez bir tasarım içerir. İkincisi, geleneksel olarak doğrusal eksenleri koruyan körüklerle ilişkili sorunları ortadan kaldırır.

Entegre doğrusal motor aktüatörleri ne zaman seçilmelidir?
Doğrusal motor aktüatörlerinin doğrudan tahrikli yapısı, sayısız endüstriyel uygulama için üretkenliği ve sistem dinamiklerini artırır. Bazı doğrusal motor tabanlı aktüatörler, konum geri bildirimi için kodlayıcılar da içerir... doğrusal motorların kayış ve bilyalı vida tabanlı sistemlerle karşılaştırıldığında bile kullanımını kolaylaştırmak için. Bu aktüatörlerden bazıları, güç yoğunluğunu daha da artırmak için doğrusal motoru, kılavuzu ve optik (veya manyetik) kodlayıcıyı sıkıca entegre eder.

Bazı aktüatörlerdeki kodlayıcı yatay olarak monte edilir, böylece konumu dış etkilerden etkilenmez. Bu tür düzenlemelerden bazıları 230-Vac girişi kullanılarak 60 m/sn2'ye kadar ivmeyle 6 m/sn'ye kadar çalışabilir. İki metreyi aşan hareket mesafesine sahip modüller mümkündür. Standart teklifler genellikle konum geri bildirimi için manyetik kodlayıcı içerir, ancak daha yüksek hassasiyet için optik kodlayıcılar da mevcuttur. Diğer seçenekler arasında çoklu kaydırıcı kurulumları ve eksiksiz XY ve gantry sistemleri bulunur.

Geleneksel bilyalı vida modülleriyle karşılaştırıldığında, doğrusal motor tabanlı aktüatörler, doğrudan sürüş sayesinde birçok itme çıkış koşulunda bile daha iyi hassasiyet ve hız sunar. Daha sıkı entegrasyon ayrıca üretkenliği ve güvenilirliği artırır. Bu tür aktüatörlerden bazıları doğrusal motorun kendisini, bir tabanı ve konum geri bildirimi için bir alüminyum kaydırıcıyı ve optik ölçeği destekleyen geniş doğrusal kılavuzu içerir. Doğrusal motor demirsiz olduğunda, hızla ivmelenen hafif bir tasarım oluşturmak için bir alüminyum kaydırıcıyla eşleşebilir.

Bazı kompakt doğrusal motor aktüatörleri, çevre dostu yağlama için yerleşik yağlama pedlerine sahip kaydırıcılar da içerir. Burada, koşucu bloğu uçları, çelik bilye sirkülasyonu yoluyla yarış yolu yağlaması sağlamak için hermetik olarak kapatılmış gres enjektörlerine sahiptir. Bazı durumlarda, özellikle kısa vuruşlar yapan eksenlerde, isteğe bağlı yağlama pedleri daha az bakımla uzun vadeli çalışma için yağlama ekler.

Bazı aktüatörlerin içindeki demirsiz doğrusal motorlar da dişli çark hareketi göstermez, bu nedenle eksen yavaş veya hızlı hareket ederken kararlı hareketler yapabilir. Bazı tasarımlarda, optik doğrusal kodlayıcı ile tekrarlanabilirlik 2 mm'dir. Bazı aktüatörler 152 ila 1.490 mm stroklarda ve 6 ila 30 mm doğrusallıkta bile mevcuttur.

Özel örnek: Temiz oda uygulamaları
Kısa stroklu ve yüksek çevrim oranlarına sahip uygulamalar için özellikle uygun olan son bir seçenek, hareketli parçaların mıknatıslar ve ray olduğu doğrusal motor aktüatörleridir. Burada, hareketli kabloların bağlantı kopmalarına neden olmasıyla ilgili sorunlar yoktur. Tozlu ortamlarda da sorunlar yoktur. Aslında, aktüatörler vakumlu ortamlarda ve temiz odalarda iyi çalışır. Bunun nedeni bobinlerin sabit olması ve böylece ısının montaj yapılarına kolayca dağılmasıdır. Bu tür doğrusal motor aktüatörlerinden bazıları 94,2 veya 188,3 N'ye kadar sürekli kuvvet ve 242,1 veya 484,2 N'ye kadar tepe kuvveti üretir — versiyona bağlı olarak 3,5, 7 veya 14 A'lik sürekli akımı kabul eder. Stroklar 430 mm'ye ulaşır.

Doğrusal motor aşamalarını belirtmek için parametreler
Doğrusal motorlara dayalı aktüatörleri veya aşamaları belirlerken, tasarımın hareket profilinin her bir bölümü için aşağıdaki kriterleri göz önünde bulundurun:

• Bilinen hareket koşulu nedir?
• Yükün kütlesi, sistem kütlesi, etkili stroku, hareket süresi ve bekleme süresi nedir?
• Sürücü durumu, maksimum çıkış voltajı, sürekli ve tepe akımı nedir?
• Kurulum ne tür bir kodlayıcı çözünürlüğüne ihtiyaç duyuyor? Analog mu yoksa dijital mi olmalı?
• Aktüatör veya sahne ne tür bir çalışma ortamında çalışacak? Oda sıcaklığı ne olacak? Makine vakum veya temiz oda koşullarına tabi olacak mı?
• Uygulamanın hareket hassasiyeti ve konumlandırma doğruluğu açısından gereksinimleri nelerdir?
• Doğrusal motor aktüatörü veya sahne yükleri yatay, dikey veya açılı olarak mı hareket ettirecek? Kurulum bir duvara mı monte edilecek? Alan kısıtlamalarına tabi mi?

Bu soruların cevaplanması, tasarım mühendislerinin belirli bir makine parçası için en uygun doğrusal motor yinelemesini belirlemesine yardımcı olacaktır.