tanc_left_img

كيف يمكن أن نساعد؟

هيا بنا نبدأ!

 

  • نماذج ثلاثية الأبعاد
  • دراسات الحالة
  • ندوات المهندس
sns1 sns2 sns3
  • عنوان البريد الإلكتروني

    إلينا @ fuyuautomation.com
  • هاتف

    هاتف: + 86-180-8034-6093
  • أباكغ

    4

    توجد أنظمة الحركة الخطية داخل عدد لا يحصى من الآلات بما في ذلك أنظمة القطع بالليزر الدقيقة ، ومعدات أتمتة المعامل ، وآلات تصنيع أشباه الموصلات ، وآلات CNC ، وأتمتة المصانع ، والعديد من الأجهزة الأخرى التي لا يمكن إدراجها. وهي تتراوح من البسيط نسبيًا مثل مشغل المقعد غير المكلف في سيارة ركاب ، إلى نظام إحداثيات معقد متعدد المحاور مكتمل بإلكترونيات التحكم والقيادة لتحديد موضع الحلقة المغلقة. بغض النظر عن مدى بساطة أو تعقيد نظام الحركة الخطية ، في المستوى الأساسي ، فإنهم جميعًا يشتركون في شيء واحد: تحريك الحمل عبر مسافة خطية في فترة زمنية محددة.

     

    أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا عند تصميم نظام الحركة الخطية يركز على تكنولوجيا المحركات. بمجرد اختيار التقنية ، يحتاج المحرك إلى أن يكون بحجمه لتلبية متطلبات تسريع الحمل ، والتغلب على الاحتكاك في النظام ، والتغلب على تأثير الجاذبية ، كل ذلك مع الحفاظ على درجة حرارة تشغيل قصوى آمنة. يعد عزم الدوران والسرعة والقوة والقدرة على تحديد موضع المحرك من وظائف تصميم المحرك ، إلى جانب القيادة والتحكم.

     

    ما هو المحرك الذي يجب أن أبدأ به؟

    هناك الكثير من الأسئلة التطبيقية التي يجب مراعاتها عند تصميم نظام حركة خطية باستخدام تقنية محرك معينة. إن التفسير الشامل للعملية بأكملها خارج نطاق هذه المقالة. الهدف هو جعلك تفكر في طرح الأسئلة الصحيحة عند التحدث مع مورد سيارات.

    لا يوجد شيء مثل أفضل محرك لكل تطبيق ، بل هو أفضل محرك لتطبيق معين. في الغالبية العظمى من تطبيقات الحركة الإضافية ، سيكون الاختيار إما محرك متدرج ، أو محرك بفرشاة DC ، أو محرك DC بدون فرش. قد تستخدم أنظمة الحركة الأكثر تعقيدًا محركات خطية مقترنة مباشرة بالحمل ، وتجنب الحاجة إلى تحويل القدرة الميكانيكية ؛ ليست هناك حاجة للترجمة من خلال المسمار اللولبي / الكرة اللولبية أو علبة التروس أو نظام البكرة. على الرغم من أنه يمكن تحقيق أقصى قدر من الدقة والتكرار ودقة تحديد المواقع باستخدام أنظمة المؤازرة الخطية ذات الدفع المباشر عديمة النواة ، إلا أنها تعد أعلى تكلفة وتعقيد عند مقارنتها بالمحركات الدوارة. الهندسة المعمارية التي تستخدم المحركات الدوارة أقل تكلفة بكثير ، وستلبي غالبية تطبيقات الحركة الخطية ؛ ومع ذلك ، هناك حاجة إلى بعض وسائل التحويل "الدوراني إلى الخطي" (ونتيجة لذلك ، تحويل الطاقة) لدفع الحمل.

    تعتبر السائر ، والفرشاة ، والمحركات بدون فرش محركات DC ؛ ومع ذلك ، توجد بعض التفاصيل الدقيقة التي من شأنها أن تجعل المهندس يفضل نوعًا واحدًا على النوعين الآخرين في تطبيق معين. يجب التأكيد على أن هذا الاختيار يعتمد بشكل كبير على متطلبات تصميم النظام ، ليس فقط من حيث السرعة وعزم الدوران ، ولكن أيضًا من حيث دقة تحديد المواقع والتكرار ومتطلبات الدقة. لا يوجد محرك مثالي لكل تطبيق ، وستتطلب جميع القرارات مقايضات في التصميم. على المستوى الأساسي ، تعمل جميع المحركات ، سواء كانت تسمى AC أو DC ، أو الفرشاة ، أو بدون فرش ، أو أي محرك كهربائي آخر لهذه المسألة ، وفقًا لنفس مبدأ الفيزياء لتوليد عزم الدوران: تفاعل المجالات المغناطيسية. ومع ذلك ، هناك اختلافات كبيرة في الطريقة التي تستجيب بها هذه التقنيات الحركية المختلفة في تطبيقات معينة. يعتمد الأداء الكلي للمحرك ، والاستجابة ، وتوليد عزم الدوران على طريقة الإثارة الميدانية وهندسة الدائرة المغناطيسية المتأصلة في تصميم المحرك المادي ، والتحكم في جهد الإدخال والتيار بواسطة وحدة التحكم / المحرك ، وطريقة السرعة أو التغذية المرتدة للوضع ، إذا كان يتطلب التطبيق.

    تستخدم تقنيات محرك السائر DC ، ومؤازرة الفرشاة ، والمحرك المؤازر بدون فرش ، مصدر تيار مستمر من أجل تزويدهم بالطاقة. بالنسبة لتطبيقات الحركة الخطية ، لا يعني هذا أنه يمكن تطبيق مصدر ثابت للتيار المستمر مباشرة على لفات المحرك ؛ هناك حاجة إلى الإلكترونيات للتحكم في تيار اللف (المرتبط بعزم الدوران الناتج) وفولتية اللف (المرتبطة بسرعة الخرج). المدرجة أدناه هي ملخص لنقاط القوة والضعف في التقنيات الثلاث.

    يبدأ تصميم النظام الخطي بكتلة الحمل ومدى السرعة التي تحتاجها الكتلة للانتقال من النقطة أ إلى النقطة ب. يبدأ نوع المحرك وحجمه وتصميمه الميكانيكي بالقدرة (واط) المطلوبة لتحريك الحمل. بدءًا من الحمل والعمل في النهاية مرة أخرى من خلال جميع المكونات إلى مزود طاقة المحرك ، فإن التحليل عبارة عن سلسلة من الخطوات لفهم تحويل الطاقة من جزء من النظام إلى الآخر مع مراعاة الكفاءات المختلفة للمكونات الموجودة بينهما. ستترجم الواط في شكل جهد وتيار في محرك الأقراص في النهاية إلى ناتج ميكانيكي واط لتحريك حمولة معينة في فترة زمنية محددة.

    من أجل الحصول على إشارة إلى طاقة الخرج المطلوبة عند الحمل ، فإن حساب القوة البسيط سيساعد في وضع المحرك. بعد فهم متوسط ​​طاقة الخرج المطلوبة ، قم بإنهاء تحليل متطلبات الطاقة من خلال العمل مرة أخرى على المحرك والقيادة عبر عناصر تحويل الطاقة المختلفة. يجب الرجوع إلى بيانات الشركات المصنعة لمراعاة كفاءة المكونات المختلفة ، حيث سيحدد هذا في النهاية حجم المحرك ومصدر الطاقة. إنه تفضيل شخصي فيما يتعلق بالوحدات التي يجب العمل بها ، ولكن يوصى بشدة باستخدام وحدات SI. يعمل العمل في وحدات SI على تجنب الحاجة إلى تذكر ثوابت التحويل المتعددة ، ويمكن دائمًا تحويل النتيجة النهائية مرة أخرى إلى وحدات اللغة الإنجليزية.

     

    ما مقدار الطاقة اللازمة لتحريك الحمل في الوقت المطلوب؟

    كتلة 9 كجم مرفوعة ضد الجاذبية تتطلب قوة تبلغ حوالي 88 نيوتن. سيوفر حساب الواط اللازم لتحريك الحمل نقطة انطلاق لتحديد المكونات في باقي النظام. هذا هو متوسط ​​القدرة اللازمة لتحريك كتلة 9 كجم عموديًا من النقطة A إلى النقطة B في ثانية واحدة. لا يتم تضمين خسائر النظام مثل الاحتكاك. ستكون طاقة عمود المحرك المطلوبة أعلى إلى حد ما وتعتمد على المكونات الأخرى المستخدمة في النظام مثل علبة التروس ومسمار الرصاص.

    P = (F × S) / t

    P = (88 نيوتن × 0.2 م) / 1.0 ثانية = 17.64 واط

    هذا يختلف عن ذروة الطاقة التي ستكون مطلوبة من النظام. بمجرد أخذ التسارع والتباطؤ في الاعتبار ، ستكون القوة اللحظية أثناء ملف الحركة أعلى إلى حد ما ؛ ومع ذلك ، فإن متوسط ​​طاقة الخرج المطلوبة عند الحمل يبلغ حوالي 18 واط. بعد إجراء تحليل شامل لجميع المكونات ، سيتطلب نظام مثل هذا النظام حوالي 37 واط من الطاقة القصوى لإنجاز المهمة. ستساعد هذه المعلومات ، جنبًا إلى جنب مع مختلف مواصفات التطبيقات الأخرى ، الآن في اختيار أنسب تقنية للمحرك.

     

    ما هي تقنية المحرك التي يجب أن أفكر فيها؟

    القدرة الممتازة على تحديد المواقع وأدوات التحكم البسيطة نسبيًا من شأنها أن تقود المصمم إلى النظر في إمكانية استخدام محرك متدرج أولاً. ومع ذلك ، فإن المحرك المتدرج لن يلبي متطلبات البصمة الميكانيكية الصغيرة مع تلبية متطلبات الحمل. تتطلب طاقة الذروة البالغة 37 واط محركًا متدرجًا كبيرًا جدًا. على الرغم من أن محركات السائر تمتلك عزم دوران عاليًا جدًا بسرعات منخفضة ، فإن السرعة القصوى وبالتالي متطلبات الطاقة لملف تعريف الحركة تتجاوز قدرة جميع محركات السائر باستثناء أكبرها.

    سوف يلبي محرك سيرفو DC بالفرشاة متطلبات التحميل ، وبصمة ميكانيكية صغيرة ، وسيكون له دوران سلس للغاية بسرعات منخفضة ؛ ومع ذلك ، نظرًا لمتطلبات EMC الصارمة ، فمن الأفضل تجنب محرك الفرشاة لهذا التطبيق المعين. قد يكون هذا بديلاً أقل تكلفة مقارنةً بالنظام بدون فرش ، ولكنه قد يمثل صعوبة في اجتياز أي متطلبات صارمة من التوافق الكهرومغناطيسي.

    سيكون محرك DC بدون فرش الذي يستخدم نظام محرك جيبي هو الخيار الأول لتلبية جميع متطلبات التطبيق بما في ذلك الحمل وملف تعريف الحركة (كثافة طاقة عالية) ؛ حركة سلسة خالية من التروس بسرعات منخفضة ؛ وبصمة ميكانيكية صغيرة. في هذه الحالة ، سيظل هناك احتمال لتوقيع EMI بسبب التبديل عالي التردد لإلكترونيات المحرك ؛ ومع ذلك ، يمكن التخفيف من ذلك باستخدام الترشيح في الخط بسبب نطاق تردد أضيق. يُظهر محرك DC بالفرشاة توقيع EMI واسع النطاق ، مما يجعل التصفية أكثر صعوبة.

     

    حجم المحرك هو مجرد البداية

    كانت هذه المقالة مناقشة موجزة لتعريف المصمم باعتبارات مختلفة عند اختيار تقنية محرك لتطبيق حركة خطية بسيط نسبيًا. على الرغم من أن المبادئ متطابقة بالنسبة لنظام أكثر تعقيدًا مثل جدول XY أو آلية الالتقاط والمكان الدقيقة متعددة المحاور ، إلا أن كل محور يحتاج إلى تحليل للتحميل بشكل مستقل. هناك اعتبار آخر خارج نطاق هذه المقالة وهو كيفية اختيار عامل أمان مناسب من أجل تلبية العمر المطلوب للنظام (عدد الدورات). عمر النظام ليس مجرد وظيفة لحجم المحرك ، ولكن أيضًا العناصر الميكانيكية الأخرى في النظام مثل علبة التروس ومجموعة برغي الرصاص. تعتبر العوامل الأخرى مثل دقة تحديد الموقع ، والدقة ، والتكرار ، والحد الأقصى للالتفاف ، والميل ، والانعراج ، وما إلى ذلك ، كلها اعتبارات مهمة لضمان أن نظام الحركة الخطية يلبي أو يتجاوز أهداف التطبيق.


    الوقت ما بعد: 18 يوليو - 2022
    60 ديسيبل
    اكتب رسالتك هنا وأرسلها إلينا