Линейное движение — это область управления движением, охватывающая несколько технологий, включая линейные двигатели, линейные приводы, а также линейные направляющие качения и подшипники и другие.

Линейные двигатели — точный вариант

Традиционные линейные двигатели представляют собой, по сути, роторный двигатель с постоянными магнитами, развёрнутый и уложенный на плоскость. Это как если бы статор и ротор были разрезаны по радиальной плоскости, а затем развернуты, чтобы обеспечить линейную тягу. Когда неподвижная часть двигателя подаётся напряжение, это вызывает движение подвижной части, содержащей какой-либо проводящий материал.

К преимуществам линейного двигателя относятся высокая скорость и малое время отклика, высокая точность и жесткость, а также отсутствие люфта ввиду отсутствия механических передающих компонентов.

С другой стороны, линейные двигатели могут быть дороже других традиционных решений. Они также требуют от контроллеров более высокой скорости отклика, например, более высокой пропускной способности и более высокой частоты обновления. Кроме того, линейные двигатели, как правило, не могут развивать такое же усилие, как некоторые другие типы решений, например, шарико-винтовые. Ещё одной проблемой может быть нагрев из-за потерь I²R, что может потребовать специальных мер по охлаждению.

Выбор наилучшего линейного двигателя для конкретного применения подразумевает учет ряда факторов, включая силовые и тепловые соображения, нагрузку на подшипники, а также соображения относительно пространства и зазоров.

Ранние линейные двигатели были цилиндрическими. В этих двигателях движитель имеет цилиндрическую конструкцию и движется вверх и вниз по цилиндрическому стержню, в котором размещены магниты. Линейные двигатели с U-образным каналом имеют две параллельные магнитные дорожки, обращенные друг к другу, при этом движитель находится между пластинами. Щуп опирается на магнитную дорожку с помощью подшипниковой системы. Наконец, существуют линейные двигатели плоского типа, которые могут быть одного из трех типов: безпазовые безжелезные, безпазовые железные и пазовые.

Линейные приводы — интегрированные установки с традиционными компонентами движения

Линейные приводы, по сути, создают линейное движение. Иногда основным источником движения является нелинейное или вращательное, например, двигатель. В этом случае вращательное движение преобразуется в линейное с помощью других механических устройств, таких как ремни, шкивы, цепи или другие механические компоненты. Другие типы линейных приводов создают линейное движение самостоятельно, например, под действием давления жидкости (гидравлического или воздушного). К распространённым линейным приводам относятся механические, электромеханические, гидравлические, пневматические и пьезоэлектрические.

Линейный привод с вращающимся источником энергии обычно использует электродвигатель для подачи входной энергии. Этот привод может использовать ходовой винт для преобразования вращательного движения двигателя в прямолинейное.

Оптимальный вариант для конкретной области применения зависит от таких факторов, как требуемая выходная мощность, размер и потребляемая мощность. При выборе линейного привода следует учитывать несколько важных факторов. Во-первых, необходимо определить требуемый ход или длину перемещения. Во-вторых, какое усилие требуется от привода? То есть, каков вес объекта, который привод должен перемещать? Как будет установлен привод — горизонтально или вертикально?

Линейные приводы широко используются как в промышленных приложениях, таких как оборудование для обработки материалов и робототехника, так и в повседневных потребительских приложениях, таких как бытовая техника, а также в компьютерном оборудовании, таком как печатающие головки и сканеры.

Линейные направляющие качения — для гибкости проектирования OEM-производителей

Линейные направляющие качения сами по себе не являются актуаторами, а представляют собой механический компонент, управляющий линейным движением. Это может быть рельс или вал, соединённый с каким-либо исполнительным устройством. Направляющие качения для линейного перемещения могут помочь снизить трение в машинах. Они используются в различных областях: от современных устройств для производства полупроводников до крупногабаритных станков и строительного оборудования.

Линейные направляющие качения выпускаются в различных исполнениях, включая линейные направляющие и линейные роликовые направляющие, рельсовые направляющие и направляющие с шариковыми шлицевыми валами.

При выборе линейной направляющей качения необходимо учитывать такие важные факторы, как нагрузка, статическая нагрузка, ход и скорость, а также требуемую точность. В зависимости от условий применения может потребоваться предварительная затяжка. Ещё одним важным фактором является смазка, а также любые методы минимизации загрязнения линейной направляющей такими факторами окружающей среды, как пыль и другие загрязняющие вещества, с использованием сильфонов или специальных уплотнений.