Useimmat ihmiset ajattelevat rinnakkaiskäyttöjärjestelmistä, joita löytyy karteesisista/portaaliroboteista. Mutta rinnakkaiskäyttöjärjestelmiä voidaan pitää myös kahtena tai useampana lineaarimoottorina, jotka toimivat rinnakkain yhdestä käyttöohjaimesta. Tämä kattaa karteesiset/portaalirobotit sekä muut liikkeenohjauksen tärkeät alueet, kuten erittäin tarkat ja ultratarkat yksiakseliset robotit, joiden resoluutio ja sijaintitarkkuus ovat alle nanometrin ja korkean pikometrin välillä. Näitä järjestelmiä käytetään esimerkiksi optiikassa ja mikroskoopeissa, puolijohdevalmistuksessa, työstökoneissa, suuritehoisissa toimilaitteissa, materiaalien testauslaitteissa, poiminta- ja sijoitustyössä, kokoonpanotoiminnoissa, työstökoneiden käsittelyssä ja kaarihitsauksessa. Kaiken kaikkiaan sovelluksia on sekä mikroni- että alle mikronien kokoluokissa.

Rinnakkaisveto-ongelmat
Kaikkien rinnakkaiskäyttöisten järjestelmien suurin ongelma on ortogonaalinen linjaus: kyky pitää rinnakkaisakseli suorassa. Mekaanisesti ohjatuissa järjestelmissä, kuten ruuvi-, hammastanko-, hihna- ja ketjukäyttöisissä järjestelmissä, suurin ongelma on mekaanisen järjestelmän kiinnittyminen linjausvirheisiin tai pinottuihin toleransseihin. Suorakäyttöisissä järjestelmissä on lisäksi sinivirheongelma, joka johtuu asennusvirheistä ja lineaarimoottoreiden vaihteluista.

Yleisin tapa ratkaista nämä ongelmat on ajaa ja ohjata rinnakkaisjärjestelmän kumpaakin puolta erikseen, mutta synkronoida ne elektronisesti. Tällaisen järjestelmän kustannukset ovat korkeat, koska se tarvitsee kaksi kertaa enemmän käyttö- ja asennontunnistuselektroniikkaa kuin yksiakselinen järjestelmä. Se lisää myös synkronointi- ja seurantavirheitä, jotka voivat heikentää järjestelmän suorituskykyä.

Lineaarimoottorien rinnakkainkytkennän mahdollistaa erittäin herkästi reagoiva moottori. Kahden identtisen lineaarimoottorin tuottama dynaaminen liike on sama, kun niille annetaan sama ohjaussignaali.

Kuten kaikissa rinnakkaiskäyttöjärjestelmissä, lineaariakselimoottoreiden on fyysisesti kytkettävä mekanismiin, joka sallii akselin liikkua vain yhden vapausasteen verran. Tämä saa rinnakkaislineaarimoottorit toimimaan yhtenä yksikkönä, jolloin niitä voidaan käyttää yhdellä enkooderilla ja yhdellä servomoottorilla. Ja koska oikein asennettu lineaariakselimoottori toimii kosketuksetta, se ei voi aiheuttaa mekaanisia sidoksia järjestelmään.

Nämä väittämät pitävät paikkansa kaikkiin kosketuksettomiin lineaarimoottoreihin. Lineaariakselimoottorit eroavat muista kosketuksettomista lineaarimoottoreista useilla alueilla, jotka mahdollistavat niiden hyvän toiminnan rinnakkaissovelluksissa.

Lineaariakselimoottorin suunnittelussa kestomagneetti on sijoitettu sähkömagneettisen kentän keskelle, joten ilmarako ei ole kriittinen. Käämi ympäröi magneetin kokonaan, joten magneettikentän nettovaikutus on voima. Tämä käytännössä poistaa kaikki ilmaraon eroista johtuvat voiman vaihtelut, olivatpa ne sitten linjausvirheitä tai koneistuseroja, mikä tekee moottorin linjauksesta ja asennuksesta yksinkertaista.

Sinivirhe – merkittävä ongelma – voi kuitenkin aiheuttaa voimaeroja missä tahansa kosketuksettomassa lineaarimoottoreissa.

Lineaarimoottorit, kuten lineaariakselimoottorit, määritellään synkronimoottoreiksi. Käytännössä virta syötetään kelaan muodostaen sähkömagneetin, joka synkronoituu magneettiradan kestomagneettien magneettikenttään. Lineaarimoottorin voima syntyy näiden magneettikenttien suhteellisesta voimakkuudesta ja niiden tarkoituksellisen kohdistusvirheen kulmasta.

Rinnakkaiskäyttöjärjestelmässä kaikista keloista ja magneettikiskoista tulee yksi moottori, kun kaikkien niiden magneettikentät ovat täysin linjassa. Kelojen tai magneettikiskojen virheellinen linjaus aiheuttaa kuitenkin magneettikenttien virheellisen linjauksen, mikä tuottaa erilaisia ​​voimia kussakin moottorissa. Tämä voimaero voi puolestaan ​​sitoa järjestelmän. Sinivirhe on siis kelojen tai magneettikiskojen virheellisen linjauksen aiheuttama voimien ero.

Sinivirhe voidaan laskea seuraavalla yhtälöllä:

F_ero=F_sukupolvi× sin(2πD_ero/MP_nn)

jossaF_ero= kahden kelan välinen voimaero,F_sukupolvi= syntyvä voima,D_ero= linjausvirheen pituus jaMP_nn= pohjoisesta pohjoiseen suuntautuva magneettinen piki.

Useimmat markkinoilla olevat lineaarimoottorit on suunniteltu pohjoisesta pohjoiseen suuntautuvalla magneettisella nousulla, joka on 25–60 mm, varjolla, että näin yritetään vähentää IR-häviöitä ja sähköistä aikavakiota. Esimerkiksi vain 1 mm:n linjausvirhe lineaarimoottorissa, jonka magneettinen nousu on 30 mm...nnsävelkorkeus tuottaa noin 21 %:n tehohäviön.

Lineaariakselimoottori kompensoi tätä häviötä käyttämällä paljon pidempää pohjoisesta pohjoiseen suuntautuvaa magneettista nousua, joka vähentää vahingossa tapahtuvan linjausvirheen aiheuttaman sinivirheen vaikutusta. Sama 1 mm:n linjausvirhe lineaariakselimoottorissa, jonka nn-nousu on 90 mm, tuottaa vain 7 %:n tehohäviön.

Rinnakkaisvetojärjestelmät
Todella tarkka paikannus on mahdollista korkean ja ultrakorkean tarkkuuden omaavilla yksiakselisilla roboteilla vain, kun takaisinkytkentä on suoraan työpisteen massakeskipisteessä. Myös moottorin tuottaman voiman tulisi keskittyä suoraan työpisteen massakeskipisteeseen. Moottorin ja takaisinkytkennän sijoittaminen täsmälleen samaan paikkaan on kuitenkin tyypillisesti mahdotonta!

Pulssianturin sijoittaminen massakeskipisteeseen ja rinnakkaisten lineaariakselimoottoreiden käyttäminen tasaisin välein massakeskipisteestä antaa halutun takaisinkytkennän ja voiman muodostumisen massakeskipisteessä. Tämä ei ole mahdollista muuntyyppisissä rinnakkaiskäyttöjärjestelmissä, jotka tarvitsevat kaksi pulssianturi- ja servokäyttöparia tämän tyyppisen rinnakkaiskäytön luomiseen.

Yksi käyttölaite/yksi enkooderi toimii parhaiten erittäin tarkkoja käyttötarkoituksia vaativissa sovelluksissa ja antaa gantry-järjestelmien rakentajille valtavan edun. Aikaisemmin järjestelmissä saattoi olla kaksi eri moottoria, jotka pyörittivät erillisiä kuularuuveja kahdella eri elektronisesti kytketyllä ohjaimella, tai jopa kaksi lineaarimoottoria ja kaksi enkooderia, jotka oli kytketty elektronisesti kahteen käyttölaitteeseen. Nyt samat toiminnot voivat tulla kahdesta lineaariakselimoottorista, yhdestä enkooderista ja yhdestä vahvistimesta/ohjaimesta, kunhan järjestelmän jäykkyys on riittävän korkea.

Tämä on myös etu sovelluksissa, jotka vaativat erittäin suuria voimia. On mahdollista kytkeä rinnan mikä tahansa määrä lineaarimoottoreita, jolloin niiden voimat lasketaan yhteen.