الدقة والقدرة على التكرار، السعة، طول السفر، الاستخدام، البيئة المحيطة، التوقيت، الاتجاه، المعدلات.

فيما يلي بعض النصائح حول كيفية تحديد حجم المحرك الخطي وتحديده بشكل صحيح باستخدام ACTUATOR - وهو اختصار للدقة والسعة وطول السفر والاستخدام والبيئة المحيطة والتوقيت والتوجيه والمعدلات - لتذكر جميع المعلمات الرئيسية

قد يبدو اختيار المُشغِّل المناسب لتطبيق مُعيَّن مهمةً سهلة. ومع ذلك، فإن اختيار مُشغِّل موثوق يتطلب جهدًا أكبر مما يدركه بعض المهندسين ومُدمجي الأنظمة. غالبًا ما ينتج ضعف أداء المُشغِّلات عن أخطاء في المواصفات الأساسية.

للحصول على حركة خطية موثوقة وقابلة للتكرار، فإن الهدف هو تلبية المتطلبات المحددة لإعداد مشغل عالي الجودة مع أربعة أنظمة فرعية:

1. نظام هيكلي يمكنه تأمين جميع مكونات المحرك بدقة في مساحة مادية وتوفير طريقة لتثبيت المحرك في مكان عمله

2. محول حركة دوارة إلى حركة خطية يتكون من مجموعة نقل حركة من مكونات فردية

3. عنصر تآكل خطي لتوجيه العربة بدقة في خط مستقيم مع الحد الأدنى من الاحتكاك وأقصى قدرة تحميل وعمر افتراضي

4. عربة متحركة تحمل بشكل آمن قطعة العمل أو المقبض أو الكاميرا أو البصريات أو الحمولة الأخرى

الهدف التصميمي الأول:

الدقة والقدرة على التكرار

ما لم يُخصِّص مهندس التصميم الوقت الكافي لتحديد ما يجب أن يُقدِّمه المُشغِّل للحركة، فمن المُرجَّح أن يُبالغ في مواصفات النظام أو يدفع ثمنه. وينطبق هذا بشكل خاص إذا كان هناك أيُّ سوء فهم حول كيفية اختلاف الدقة وقابلية التكرار. ففي مُعظم تطبيقات المُشغِّلات، تكون قابلية التكرار أهمَّ من الدقة المُطلقة.

يمكن أن تكون قابلية التكرار أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه، أي أنها تقيس قدرة النظام على تحديد موقع القيادة عند الاقتراب من الاتجاه نفسه أو من أيٍّ من الاتجاهين. المواصفتان الرئيسيتان اللتان تؤثران على الدقة هما المسافة والموقع. من الشائع تحديد الدقة بوحدات الميكرون أو جزء من ألف من البوصة.

على سبيل المثال، تخيّل روبوتًا مزودًا بمقبض مثبت فوق مشغل خطي. يحرك المشغل الروبوت إلى أوضاع مختلفة ليتمكن المقبض من الإمساك بالصناديق ووضعها على المنصات. يجب أن تكون هذه الحركة قابلة للتكرار ودقيقة نسبيًا لتحريك الروبوت إلى موضعه، مع أن الدقة البالغة ليست ضرورية. كقاعدة عامة، يُعد تكرار تحديد المواقع حتى ± 50 ميكرومتر أكثر من مقبول في معظم عمليات التعبئة والتغليف في نهاية خط الإنتاج التي تتضمن مشغلات. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب تحديد مواقع أكثر دقة، يُنصح بإضافة مُشفّر خطي.

الهدف الثاني من التصميم:

سعة

فكّر في الأحمال والعزوم والقوى التي يجب أن يتحملها المُشغّل. وتشمل هذه:

• الحمل الثابت

• الحمل الديناميكي

• عزم الانحناء

• الدفع

بغض النظر عن التركيب، فإن التركيب الداخلي للمشغل يؤثر بشكل مباشر على سعة التحميل. بعض المصنّعين يصممون ويصنعون مشغلات لتحمل الأحمال الثقيلة بسرعات عالية، بينما يُصمم آخرون لدعم الأحمال الخفيفة بسرعات عالية. معرفة تفاصيل التطبيق أمر بالغ الأهمية لاختيار التصميم المناسب. نصيحة: عند مقارنة المشغلات، انتبه لوحدات المواصفات المذكورة أعلاه (النظام الدولي للوحدات، أو النظام الأمريكي، أو النظام الإمبراطوري) لإجراء مقارنة دقيقة.

تتمتع المحركات الصناعية بصلابة عالية وتتعامل مع أقصى سعة تحميل في خمس درجات من أصل ست درجات من الحرية - وتسمح بحركة احتكاك منخفضة في المحور السادس.

الهدف التصميمي الثالث:

طول السفر

شوط المُشغِّل، المُقاس بالملليمتر أو البوصة، هو المسافة التي يجب أن يقطعها. مع ذلك، يجب أن تشمل الحركة الكلية شوط أمان، يُعرف أيضًا باسم مسافة التوقف التام. ميّز بدقة بين الشوط والطول الإجمالي. نصيحة: خلال هذه الخطوة، حدّد أيضًا الحجم أو المساحة الإجمالية التي يجب أن يتناسب معها النظام.

الهدف الرابع من التصميم:

الاستخدام

يُعبَّر عادةً عن مُعامل الاستخدام (المعروف أيضًا بدورة العمل) بالدورات في الدقيقة. العمر الإنتاجي هو عدد الساعات أو السنوات أو الدورات أو المسافة الخطية التي يجب أن يصل إليها المُشغِّل. بمعنى آخر، تصف هذه المواصفة عدد مرات تشغيل المُشغِّل ومدة استمراره. يجب مراعاة تفاصيل التطبيق (بما في ذلك نمط الحركة، وزمن الدورة، ومدة السكون) بالإضافة إلى متطلبات العمر الافتراضي. استفسر من المورد أيضًا عن جداول الصيانة؛ فبعض المُشغِّلات لا تتطلب إعادة التزييت إلا بعد 20,000 كم، بينما يحتاج البعض الآخر إلى صيانة دورية.

الهدف الخامس من التصميم:

البيئة المحيطة

تشكل ظروف العمل المحيطة بالمشغل مجتمعة البيئة المحيطة:

• نطاق درجة حرارة التشغيل

• نطاق الرطوبة النسبية

• نوع وكمية جزيئات الملوثات

• وجود سوائل أو مواد كيميائية تآكلية

• متطلبات التنظيف أو الغسيل الدوري

ضع هذه العوامل في اعتبارك، ولاحظ أن البيئات القاسية أو الصعبة قد تتطلب أختامًا ومنفاخات خاصة لحماية الأجزاء المتحركة من المحرك من الرطوبة والغبار والملوثات الأخرى. في حال وجود أي استفسار، استفسر من المورد عن توفرها.

الهدف السادس من التصميم:

توقيت

غالبًا ما يتجاهل مهندسو التصميم، ومُدمجو الأنظمة، ومصنعو المعدات الأصلية، والمستخدمون النهائيون الجداول الزمنية للمشاريع عند تحديد مُشغِّل، خاصةً في البداية. مع أن مواصفات الأداء الأخرى تستحق عناية فائقة، إلا أنه يجب مراعاة قيود الوقت والميزانية. لا تنسَ المواعيد النهائية العامة للمشروع، وطلبات عروض الأسعار، والنماذج الأولية، وجداول الإنتاج، لأن تجاهلها قد يُهدر الوقت والجهد لاحقًا. ليس هناك ما هو أسوأ من العثور على المُشغِّل المثالي، ثم إدراك أنه لا يتوافق مع قيود الوقت والميزانية للمشروع.

الهدف السابع من التصميم:

توجيه

يعتمد اختيار المُشغِّل المُناسب أيضًا على كيفية تركيبه في المساحة الهندسية المُتاحة. وهذا يُحدد اتجاه الحمل والقوة. هل ستكون العربة مُواجهة أم مُواجهة للأسفل في اتجاه أفقي؟ كما يُمكن اختيار الاتجاهات الرأسية والوضعيات المُائلة حسب مساحة النظام وهندسة التطبيق. يؤثر كل اتجاه على حسابات القوة التي تُحدد في النهاية قدرة المُشغِّل على تحمل حمل مُعين. تجدر الإشارة إلى أن الأنظمة متعددة المحاور تحتاج إلى حوامل خاصة وألواح متقاطعة لتوصيل المُشغِّلات بإحكام وتقليل عدم المحاذاة والاهتزاز.

الهدف الثامن من التصميم:

الأسعار

لاختيار أفضل مشغل لتطبيق معين، حدد نمط حركته المستهدفة. يشمل ذلك سرعة الحركة ومعدلات التسارع والتباطؤ المطلوبة. في حين أن بعض مشغلات الخدمة الصناعية تتحمل أحمالًا عالية بسرعات حركة تصل إلى 5 أمتار/ثانية، فإن بعضها الآخر محدود في السرعة وقدرات التحميل. في هذه الحالة، يجب اختيار المشغل المناسب للمهمة المطلوبة.