Типова конфігурація дизайну системи руху

Лінійний рух є центральним для багатьох рухомих машин, і характер прямого приводу лінійних двигунів може спростити загальну конструкцію машини в цих додатках. Інші переваги включають покращену жорсткість, оскільки лінійні двигуни фіксуються безпосередньо на навантаження.

Інтеграція цих двигунів (і периферійних компонентів, які вони потребують), може здатися непростим, але процес може бути розбитий на п’ять простих кроків. Слідом за цим покроковим процесом дозволяє будівельникам машин та роботів отримувати лінійні моторні переваги без сторонніх зусиль або складності.

1. Визначте тип двигуна: залізне ядро ​​та без заліза

Перший крок - вибрати лінійний двигун із наявних типів.

Двигуни заліза: двигуни заліза найпоширеніші та підходять для загальних додатків для автоматизації. Залізо, відноситься до конструкції котушки цього моторного котушки, яка складається з залізних ламінацій. Типова конфігурація складається з односторонньої стаціонарної магнітної доріжки та рухомої котушки двигуна або кордону. Залізове ядро ​​максимізує генеровану силу тяги і створює силу магнітного потягу між котушкою та магнітами.

Ця сила магнітного притягання може бути використана для ефективного підвищення жорсткості лінійної системи настанови шляхом попереднього завантаження лінійних підшипників руху. Магнітне попереднє завантаження також може підвищити частотну реакцію системи, покращуючи уповільнення та осідання.

З іншого боку, силу тяжіння повинно бути належним чином підтримуватися збільшенням навантаження від опорних членів та лінійних підшипників. Це може погіршити свободу механічного дизайну машини.

Друга лінійна моторна конфігурація заліза складається з пари стаціонарних магнітних доріжок, розміщених з обох боків рухомої котушки. Ця запатентована конструкція заперечує наслідки магнітного потягу, забезпечуючи найвищу силу на область поперечного перерізу. Збалансована конструкція зменшує навантаження на підшипник, що дозволяє використовувати менші лінійні підшипники руху та зменшуючи шум підшипника.

MotionSystemDesign Com Motors приводить 0111 Двигуни бездоганних бездоганних: Існують також лінійні двигуни без заліза; Ці двигуни не мають праски в котушках, тому між членами двигуна немає привабливості.

Найпоширенішим типом без заліза є канал U: два магнітні доріжки з'єднуються для формування каналу, в якому рухається котушка двигуна (або кормовий). Цей двигун ідеально підходить для застосувань, що потребують пульсації низької швидкості та високого прискорення. Сила нульової атракціони та нульовий характер конструкції без заліза мінімізують пульсацію крутного моменту; Прискорення збільшується, оскільки котушка відносно легка.

Друга конфігурація без заліза у формі циліндра. Магніти складаються всередині трубки з нержавіючої сталі, а котушка двигуна рухається навколо циліндра. Ця конфігурація підходить при заміні кульок, оскільки вона створює значно більші швидкості та точність позиціонування приблизно в тому ж конверті.

Розміщення котушки та довжина доріжок

Незалежно від конфігурації, всі лінійні моторні котушки повинні бути розміщені для вимог до застосування: застосоване навантаження, цільовий профіль руху, робочий цикл, точність, точність, термін служби та робоче середовище. Порада: Зарахуйте технічну підтримку від лінійних виробників та програмного забезпечення для розмірів (яке часто є безкоштовним), щоб вибрати найкращий тип двигуна та розмір для певного додатку.

Магнітні доріжки пропонуються в декількох довжинах і можуть бути укладені в кінці до досягнення цільової довжини ходу, при цьому загальна довжина магніту практично безмежна. Для спрощення дизайну та зменшення витрат найкраще використовувати найдовші секції магнітних треків, доступні у виробника.

2. Визначте кодер

Другий крок при проектуванні лінійної системи двигуна - це вибір лінійного кодера. Найпоширенішими є додаткові лінійні кодери з оптичними або магнітними датчиками головки зчитування. Виберіть кодер з необхідною роздільною здатністю та точністю для програми, і такий, який підходить для машинного середовища.

Зворотній зв'язок кодера, як правило, надсилається назад до підсилювача сервоприводу через синусоїдальний аналог, або на цифровий імпульсний потяг. Інший варіант-швидкісний зворотний зв'язок серійного кодера-забезпечення більш високої швидкості передачі даних, більш високої роздільної здатності, більшого імунітету шуму, довших довжин кабелю та всебічної інформації про тривогу.

Серійні комунікації з'єднуються двома способами.

Прямий зв’язок між підсилювачем та кодером можливе за допомогою кодерів із протоколом послідовного кодера, сумісним з підсилювачем.

Де кодер не має серійного виходу (або де протокол послідовного виходу несумісний з підсилювачем) може використовуватися модуль послідовного перетворювача. У цьому випадку модуль приймає аналоговий сигнал від кодера разом із сигналом датчика залу, підрозділяє аналоговий сигнал і передає ці дані сигналу серійно на підсилювач сервоприводу. Дані датчика залу використовуються в PowerUp та для перевірки зворотного зв'язку кодера.

Кілька виробників лінійних кодерів тепер пропонують абсолютні лінійні кодери, які підтримують різноманітні протоколи серійних комунікацій, включаючи власні протоколи виробників сторонніх підсилювачів.

3. Виберіть підсилювач

Третій крок у процесі проектування - вибір підсилювача сервоприводу. Підсилювач повинен бути правильно розміром на основі двигуна.

Plug and Play - це функція, яку можуть запропонувати лише постачальники, які роблять як сервомотори, так і підсилювачі. Деякі постачальники забезпечують підключення та гра, щоб скоротити час запуску та забезпечити належну конфігурацію.

Деякі підсилювачі сервоприводу мають автоматичне розпізнавання двигуна та режим без настройки, що усуває необхідність налаштування сервоприношення. За допомогою цього програмного забезпечення специфікації двигуна (включаючи характеристики перевантаження) автоматично завантажуються в підсилювач сервоприводу з двигуна при PowerUp. Це видаляє потенційну помилку користувача при введенні специфікацій двигуна, практично усуваючи ризик виникнення двигунів та поетапних помилок.

4. Виберіть членів підтримки та підшипників

Два остаточних кроків проектування йдуть рука об руку, щоб завершити дизайн лінійної моторної системи: четвертий крок-вибрати лінійну систему підшипника руху, а п'яте-розробити члени опор.

У більшості лінійних двигунів є два важливих вирівнювань: відстань зазору в мотор до магніту між котушкою та магнітною доріжкою та відстань зазору між головкою зчитування кодера та лінійною шкалою. Останній критерій усувається при виборі вкладеного лінійного кодера.

Поради:

Лінійні підшипники руху повинні забезпечити достатню точність для відповідності допусків розриву, тоді як члени підтримки повинні бути розроблені для правильного місця розташування компонентів та відповідності вимогам паралелізму лінійних підшипників та кодера.

Після того, як ці критерії будуть виконані, вибір та проектування підшипників та підтримуючих членів в кінцевому рахунку залежать від вимог до продуктивності машини. Програми, що потребують високої точності та точності, потребують високої роздільної здатності та кодера високої точності, плюс високі точні лінійні підшипники.

Розмірюючи ці підшипники, враховуйте корисну навантаження та магнітні привабливі сили, пов'язані з лінійними двигунами заліза. У багатьох випадках допоміжні члени лінійних підшипників та магнітних доріжок можуть бути невід'ємною частиною рамки машини.