Tekninen yhteenveto

Lineaariliike on liikkeenohjauksen alue, joka kattaa useita tekniikoita, mukaan lukien lineaarimoottorit, lineaaritoimilaitteet sekä lineaariset vierintäjohteet ja laakerit.

Lineaarimoottorit — tarkka vaihtoehto

Perinteiset lineaarimoottorit ovat pohjimmiltaan kestomagneettimoottori, joka on rullattu auki ja asetettu vaakatasoon. Staattori ja roottori on ikään kuin leikattu säteittäistä tasoa pitkin ja sitten rullattu auki, jotta ne voisivat tuottaa lineaarisen työntövoiman. Kun moottorin kiinteä osa saa virtaa, se aiheuttaa liikettä liikkuvassa osassa, joka sisältää jonkinlaista johtavaa materiaalia.

Lineaarimoottorin etuihin kuuluvat suuret nopeudet ja nopeat vasteajat, korkea tarkkuus ja jäykkyys, ja koska mekaanisia voimansiirtokomponentteja ei ole, välyksen poistuminen.

Haittapuolena lineaarimoottorit voivat olla kalliimpia kuin muut perinteiset ratkaisut. Ne vaativat myös ohjaimilta parempaa vasteaikaa, kuten suurempaa kaistanleveyttä ja suurempia päivitysnopeuksia. Lineaarimoottorit eivät myöskään tyypillisesti pysty tuottamaan yhtä paljon voimaa kuin jotkin muut ratkaisut, kuten kuularuuvit. Toinen ongelma voi olla I2R-häviöiden aiheuttama lämpeneminen, mikä voi vaatia erityisiä jäähdytystoimenpiteitä.

Parhaan lineaarimoottorin valintaan sovellukseen liittyy useita tekijöitä, kuten voima- ja lämpönäkökohdat, laakereihin kohdistuvat kuormitukset sekä tila- ja välysnäkökohdat.

Varhaiset lineaarimoottorit olivat sylinterimäisiä. Näissä moottoreissa voimanlähde on rakenteeltaan sylinterimäinen ja liikkuu ylös ja alas sylinterimäistä tankoa pitkin, jossa magneetit sijaitsevat. U-kanavaisissa lineaarimoottoreissa on kaksi rinnakkaista magneettirataa vastakkain, voimanlähde levyjen välissä. Voimanlähde on tuettu magneettiradalla laakerijärjestelmän avulla. Lopuksi on olemassa litteitä lineaarimoottoreita, jotka voivat olla kolmea eri tyyppiä: raoton raudattomat, raoton rauta ja urallinen rauta.

Lineaaritoimilaitteet — integroidut kokoonpanot perinteisillä liikekomponenteilla

Lineaaritoimilaitteet tuottavat pohjimmiltaan lineaarista liikettä. Joskus ensisijainen liikkeen lähde on epälineaarinen tai pyörivä, kuten moottori. Tässä tapauksessa jokin muu mekaaninen keino, kuten hihnat, hihnapyörät, ketjut tai muut mekaaniset komponentit, muuntavat pyörivän liikkeen lineaariseksi liikkeeksi. Muun tyyppiset lineaaritoimilaitteet tuottavat lineaarista liikettä itse, esimerkiksi nesteen (hydraulisen tai ilman) paineen avulla. Yleisiä lineaaritoimilaitteita ovat mekaaniset, sähkömekaaniset, hydrauliset, pneumaattiset ja pietsosähköiset.

Pyörivä lineaaritoimilaite käyttää tyypillisesti sähkömoottoria syöttöenergian tuottamiseen. Tämä toimilaite voi käyttää johtoruuvia moottorin pyörimisliikkeen muuttamiseksi suoraviivaiseksi liikkeeksi.

Sovellukseen parhaiten sopiva vaihtoehto riippuu tekijöistä, kuten vaaditusta tehosta, koosta ja tehovaatimuksista. Lineaarisen karamoottorin valinnassa on otettava huomioon useita tärkeitä tekijöitä. Ensimmäinen on tarvittavan iskunpituuden tai liikeradan määrittäminen. Seuraavaksi, kuinka paljon voimaa karamoottorilta vaaditaan? Eli mikä on sen kohteen paino, jota karamoottori tarvitsee siirtääkseen? Miten karamoottori asennetaan – vaakasuoraan vai pystysuoraan?

Lineaaritoimilaitteita käytetään monenlaisissa teollisissa sovelluksissa, kuten materiaalinkäsittelylaitteissa ja robotiikassa, sekä jokapäiväisissä kuluttajasovelluksissa, kuten kodinkoneissa, ja tietokoneissa, kuten tulostinpäissä ja skannereissa.

Lineaariset liikkuvat ohjaimet – OEM-suunnittelun joustavuutta varten

Lineaariset vierintäjohteet eivät ole itse toimilaitteita, vaan mekaaninen komponentti, joka ohjaa lineaarista liikettä. Tämä voi olla kisko tai akseli, joka on yhdistetty jonkinlaiseen toimilaitteeseen. Lineaarisen liikkeen sovelluksissa käytettävät vierintäjohteet voivat auttaa vähentämään kitkaa koneissa. Niitä käytetään useilla aloilla aina edistyneistä puolijohdevalmistuslaitteista suuriin työstökoneisiin tai rakennuslaitteisiin.

Lineaarisia vierintäjohteita on saatavilla eri muodoissa, mukaan lukien lineaariradat ja lineaarirullaradat, kisko-ohjausjärjestelmät ja kuulaurapohjaiset akseliohjausjärjestelmät.

Tärkeitä huomioon otettavia seikkoja lineaariliikettä käyttävän vierintäjohteen valinnassa ovat kuormitus, staattinen kuormitus, isku ja nopeus sekä haluttu tarkkuus ja täsmällisyys. Myös esikuormitus voi olla tarpeen sovellusvaatimuksista riippuen. Voitelu on toinen tärkeä näkökohta, samoin kuin kaikki menetelmät, joilla minimoidaan lineaarijohdejärjestelmän kontaminaatio ympäristötekijöistä, kuten pölystä ja muista epäpuhtauksista, käyttämällä palkeita tai erikoistiivisteitä.