लीनियर मोटर्स बेहतर आउटपुट प्रदान करती हैं, इसलिए चिकित्सा उपकरण, औद्योगिक स्वचालन, पैकेजिंग और सेमीकंडक्टर निर्माण में इनका उत्कृष्ट उपयोग होता है। इसके अलावा, नई लीनियर मोटर्स शुरुआती मॉडलों की लागत, गर्मी और एकीकरण की जटिलता को दूर करती हैं। संक्षेप में, लीनियर मोटर्स में एक कॉइल (प्राथमिक भाग या बलक) और एक स्थिर प्लेटफॉर्म होता है जिसे कभी-कभी प्लेटन या द्वितीयक भाग कहा जाता है। इसके कई उपप्रकार हैं, लेकिन स्वचालन के लिए सबसे आम दो प्रकार हैं ब्रशलेस आयरनकोर और आयरनलेस लीनियर मोटर्स।

लीनियर मोटरें आमतौर पर मैकेनिकल ड्राइव्स से बेहतर प्रदर्शन करती हैं। इनकी लंबाई असीमित होती है। मैकेनिकल सेटअप की लोच और बैकलैश के बिना, इनकी सटीकता और दोहराव क्षमता उच्च होती है और मशीन के पूरे जीवनकाल तक बनी रहती है। वास्तव में, लीनियर मोटर के केवल गाइड बेयरिंग को ही रखरखाव की आवश्यकता होती है; अन्य सभी उप-घटक घिसाव-मुक्त होते हैं।

जहां आयरनकोर लीनियर मोटर्स उत्कृष्ट प्रदर्शन करती हैं
आयरनकोर लीनियर मोटर्स में एक लोहे के कोर के चारों ओर प्राथमिक कॉइल होती है। द्वितीयक कॉइल आमतौर पर एक स्थिर चुंबक ट्रैक होता है। आयरनकोर लीनियर मोटर्स इंजेक्शन मोल्डिंग, मशीन टूल और प्रेस मशीनों में अच्छा काम करती हैं क्योंकि ये उच्च निरंतर बल उत्पन्न करती हैं। एक समस्या यह है कि आयरनकोर लीनियर मोटर्स में कॉगिंग हो सकती है, क्योंकि सेकेंडरी कॉइल द्वारा प्राथमिक कॉइल पर लगाया गया चुंबकीय खिंचाव चुंबक ट्रैक पर गति करते समय बदलता रहता है। इसके लिए डिटेंट बल जिम्मेदार होता है। निर्माता कॉगिंग की समस्या को कई तरीकों से दूर करते हैं, लेकिन यह उन जगहों पर समस्याग्रस्त होता है जहां सुचारू स्ट्रोक मुख्य उद्देश्य होता है।

इसके बावजूद, आयरन कोर लीनियर मोटर के कई फायदे हैं। मजबूत चुंबकीय युग्मन (आयरन कोर और स्टेटर मैग्नेट के बीच) उच्च बल घनत्व प्रदान करता है। इसलिए, आयरन कोर लीनियर मोटर, समान आयरनलेस लीनियर मोटरों की तुलना में अधिक बल उत्पन्न करती हैं। इसके अलावा, ये मोटरें बहुत अधिक ऊष्मा उत्सर्जित करती हैं क्योंकि आयरन कोर संचालन के दौरान कॉइल द्वारा उत्पन्न ऊष्मा को बाहर निकाल देता है - जिससे कॉइल और परिवेश के बीच का तापीय प्रतिरोध आयरनलेस मोटरों की तुलना में बेहतर होता है। अंत में, इन मोटरों को एकीकृत करना आसान होता है क्योंकि फोर्सर और स्टेटर एक दूसरे के ठीक सामने होते हैं।

तेज़ स्ट्रोक के लिए आयरनलेस लीनियर मोटर्स
आयरनलेस लीनियर मोटर्स में प्राइमरी कोर में लोहा नहीं होता, इसलिए ये हल्की होती हैं और अधिक गतिशील गति उत्पन्न करती हैं। कॉइल एपॉक्सी प्लेट में जड़े होते हैं। अधिकांश आयरनलेस लीनियर मोटर्स में भीतरी सतहों पर चुंबकों से युक्त U-आकार के ट्रैक होते हैं। ऊष्मा के जमाव के कारण थ्रस्ट बल समान आयरनकोर मोटर्स की तुलना में कम हो सकता है, लेकिन कुछ निर्माता नवीन चैनल और प्राइमरी कोर ज्यामिति के माध्यम से इस समस्या का समाधान करते हैं।

कम सेटलिंग समय आयरनलेस लीनियर मोटर्स की गतिशीलता को और भी बढ़ाता है, जिससे वे त्वरित और सटीक गति कर पाती हैं। प्राइमरी और सेकेंडरी कोर के बीच कोई आंतरिक आकर्षण बल न होने के कारण आयरनलेस लीनियर मोटर्स को आयरनकोर मोटर्स की तुलना में असेंबल करना भी आसान होता है। साथ ही, इनके सपोर्ट बेयरिंग चुंबकीय बलों से अप्रभावित रहते हैं, इसलिए आमतौर पर अधिक समय तक चलते हैं।

ध्यान दें कि रैखिक मोटरें ऊर्ध्वाधर अक्षों पर और कठोर वातावरण में ठीक से काम नहीं कर पाती हैं। इसका कारण यह है कि ब्रेकिंग या काउंटरवेट के बिना, रैखिक मोटरें (जो स्वाभाविक रूप से गैर-संपर्क वाली होती हैं) बिजली बंद होने की स्थिति में भार को गिरने देती हैं।

इसके अलावा, कुछ कठोर वातावरणों में धूल और धातु के बुरादे उत्पन्न हो सकते हैं जो लीनियर मोटरों से चिपक जाते हैं, विशेष रूप से धातु के पुर्जों की मशीनिंग करते समय। ऐसे वातावरण में, आयरनकोर लीनियर मोटरें (और उनका चुंबकयुक्त ट्रैक) सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं। कुछ एक्चुएटर्स में आयरनकोर या आयरनलेस लीनियर मोटरें और धूलरोधी डिज़ाइन शामिल होते हैं ताकि वे ऐसे वातावरण में काम कर सकें। यह डिज़ाइन उन समस्याओं को दूर करता है जो पारंपरिक रूप से लीनियर अक्षों की सुरक्षा करने वाले बेल्लो से जुड़ी होती हैं।

एकीकृत रैखिक-मोटर एक्चुएटर्स का चयन कब करें
लीनियर-मोटर एक्चुएटर्स की डायरेक्ट-ड्राइव प्रकृति विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उत्पादकता और सिस्टम डायनामिक्स को बढ़ाती है। कुछ लीनियर-मोटर आधारित एक्चुएटर्स में स्थिति फीडबैक के लिए एनकोडर भी शामिल होते हैं... जिससे बेल्ट और बॉलस्क्रू आधारित सिस्टम की तुलना में भी लीनियर मोटर्स का उपयोग आसान हो जाता है। इनमें से कुछ एक्चुएटर्स पावर डेंसिटी को और बढ़ाने के लिए लीनियर मोटर, गाइड और ऑप्टिकल (या मैग्नेटिक) एनकोडर को एकीकृत करते हैं।

कुछ एक्चुएटर्स में एनकोडर क्षैतिज रूप से स्थापित होता है, इसलिए इसकी स्थिति बाहरी प्रभावों से अप्रभावित रहती है। ऐसे कुछ उपकरण 230-Vac इनपुट का उपयोग करके 6 मीटर/सेकंड की गति और 60 मीटर/सेकंड² के त्वरण तक काम कर सकते हैं। दो मीटर से अधिक की यात्रा वाले मॉड्यूल भी संभव हैं। मानक पेशकशों में आमतौर पर स्थिति की जानकारी के लिए एक चुंबकीय एनकोडर शामिल होता है, हालांकि उच्च परिशुद्धता के लिए ऑप्टिकल एनकोडर भी उपलब्ध हैं। अन्य विकल्पों में मल्टी-स्लाइडर सेटअप के साथ-साथ पूर्ण XY और गैन्ट्री सिस्टम भी शामिल हैं।

परंपरागत बॉलस्क्रू मॉड्यूल की तुलना में, लीनियर मोटर-आधारित एक्चुएटर बेहतर सटीकता और गति प्रदान करते हैं - यहां तक ​​कि कई थ्रस्ट आउटपुट स्थितियों में भी - प्रत्यक्ष ड्राइविंग के कारण। बेहतर एकीकरण से उत्पादकता और विश्वसनीयता भी बढ़ती है। ऐसे कुछ एक्चुएटर में लीनियर मोटर, एक बेस और एक चौड़ा लीनियर गाइड शामिल होता है जो एल्युमीनियम स्लाइडर और स्थिति फीडबैक के लिए ऑप्टिकल स्केल को सपोर्ट करता है। जहां लीनियर मोटर लोहे के बिना होती है, वहां इसे एल्युमीनियम स्लाइडर के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि एक हल्का डिज़ाइन बन सके जो तेजी से गति प्रदान करता है।

कुछ कॉम्पैक्ट लीनियर-मोटर एक्चुएटर्स में पर्यावरण के अनुकूल लुब्रिकेशन के लिए अंतर्निर्मित लुब्रिकेशन पैड वाले स्लाइडर भी शामिल होते हैं। यहाँ, रनर-ब्लॉक के सिरों पर स्टील बॉल सर्कुलेशन के माध्यम से रेसवे लुब्रिकेशन प्रदान करने के लिए वायुरोधी सीलबंद ग्रीस इंजेक्टर लगे होते हैं। कुछ मामलों में, वैकल्पिक लुब्रिकेशन पैड कम रखरखाव के साथ लंबे समय तक संचालन के लिए लुब्रिकेशन प्रदान करते हैं, विशेष रूप से उन अक्षों पर जो छोटे स्ट्रोक बनाते हैं।

कुछ एक्चुएटर्स के भीतर आयरनलेस लीनियर मोटर्स में भी कोई कॉगिंग नहीं होती है, इसलिए अक्ष धीमी या तेज गति से चलने पर स्थिर गति कर सकता है। कुछ डिज़ाइनों में, ऑप्टिकल लीनियर एनकोडर के साथ दोहराव 2 मिमी तक होता है। कुछ एक्चुएटर्स 152 से 1,490 मिमी तक के स्ट्रोक और 6 से 30 मिमी तक की सीधी रेखा में भी उपलब्ध हैं।

विशेष उदाहरण: क्लीनरूम अनुप्रयोग
एक अंतिम विकल्प, जो विशेष रूप से कम स्ट्रोक और उच्च चक्र दर वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, रैखिक-मोटर एक्चुएटर हैं जिनमें गतिशील भाग चुंबक और रेल होते हैं। इनमें, हिलते हुए केबलों के कारण डिस्कनेक्शन की समस्या नहीं होती है। न ही धूल भरे वातावरण में कोई समस्या होती है। वास्तव में, ये एक्चुएटर निर्वात वातावरण और क्लीनरूम में भी अच्छी तरह से काम करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कॉइल स्थिर होते हैं, इसलिए ऊष्मा आसानी से माउंटिंग संरचनाओं में फैल जाती है। ऐसे कुछ रैखिक-मोटर एक्चुएटर 94.2 या 188.3 N तक निरंतर बल और 242.1 या 484.2 N तक अधिकतम बल उत्पन्न करते हैं - संस्करण के आधार पर 3.5, 7 या 14 A की निरंतर धारा स्वीकार करते हैं। स्ट्रोक 430 मिमी तक पहुँचते हैं।

रेखीय-मोटर चरणों को निर्दिष्ट करने के लिए पैरामीटर
लीनियर मोटर्स पर आधारित एक्चुएटर्स या स्टेजेस को निर्दिष्ट करते समय, डिजाइन के मोशन प्रोफाइल के प्रत्येक भाग के लिए निम्नलिखित मानदंडों पर विचार करें:

• ज्ञात गति की स्थिति क्या है?
• भार का द्रव्यमान, सिस्टम का द्रव्यमान, प्रभावी स्ट्रोक, गतिमान समय और ठहराव समय क्या है?
• ड्राइव की स्थिति, अधिकतम आउटपुट वोल्टेज, निरंतर और पीक करंट क्या है?
• इस सेटअप के लिए किस प्रकार के एनकोडर रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता है? क्या यह एनालॉग होना चाहिए या डिजिटल?
• एक्चुएटर या स्टेज किस प्रकार के कार्य वातावरण में काम करेगा? कमरे का तापमान कितना होगा? क्या मशीन वैक्यूम या क्लीन रूम की स्थितियों के अधीन होगी?
• गति परिशुद्धता और स्थिति निर्धारण सटीकता के लिए एप्लिकेशन की क्या आवश्यकताएं हैं?
• क्या लीनियर-मोटर एक्चुएटर या स्टेज भार को क्षैतिज, लंबवत या किसी कोण पर स्थानांतरित करेगा? क्या सेटअप को दीवार पर लगाया जा सकता है? क्या यह स्थान संबंधी बाधाओं के अधीन है?

इन सवालों के जवाब देने से डिजाइन इंजीनियरों को किसी विशेष मशीनरी के लिए सबसे उपयुक्त लीनियर-मोटर मॉडल की पहचान करने में मदद मिलेगी।