Taban plakası, lineer motor, lineer kılavuzlar, enkoder ve kontrol üniteleri dahil olmak üzere komple lineer motor platformları.

Doğrudan tahrikli lineer servo motorlar, son birkaç yıldır, kısmen son kullanıcıların daha yüksek verimlilik ve daha iyi hassasiyet talepleri sayesinde, kullanım oranlarında ölçülebilir bir artış göstermiştir. Lineer motorlar genellikle diğer tahrik mekanizmalarında mümkün olmayan yüksek hızlar, uzun stroklar ve mükemmel konumlandırma hassasiyeti kombinasyonu sağlama yetenekleriyle tanınsa da, son derece yavaş, pürüzsüz ve hassas hareket de sağlayabilirler. Aslında, lineer motor teknolojisi, itme kuvveti, hız, ivme, konumlandırma hassasiyeti ve tekrarlanabilirlik gibi çok geniş bir yelpazede yetenekler sunar; bu nedenle lineer motorların uygun bir çözüm olmadığı çok az uygulama vardır.

Doğrusal motor çeşitleri arasında doğrusal servo motorlar, doğrusal step motorlar, doğrusal indüksiyon motorları ve itme borulu doğrusal motorlar bulunur. Bir uygulama için doğrusal servo motor en iyi seçenek olduğunda, ilk motor seçiminde dikkate alınması gereken üç şey şunlardır.

"Başlıca" dikkate alınması gereken husus: Demir çekirdekli mi, demirsiz mi?
Doğrusal direkt tahrikli servo motorlar, ana gövdedeki sargıların (döner motordaki stator'a benzer) demir laminasyon yığınına mı yoksa epoksiye mi monte edildiğine bağlı olarak, demir çekirdekli veya demirsiz olmak üzere iki ana tipte gelir. Uygulamanın demir çekirdekli mi yoksa demirsiz bir doğrusal motor mu gerektirdiğine karar vermek, genellikle tasarım ve seçimdeki ilk adımdır.

Demir çekirdekli lineer motorlar, son derece yüksek itme kuvveti gerektiren uygulamalar için en uygun motorlardır. Bunun nedeni, ana parçanın laminasyonunun, elektromanyetik akıyı ikincil parçanın mıknatıslarına doğru odaklayan dişler (çıkıntılar) içermesidir (döner motordaki rotora benzer). Ana parçadaki demir ile ikincil parçadaki kalıcı mıknatıslar arasındaki bu manyetik çekim, motorun yüksek kuvvetler üretmesini sağlar.

Demir içermeyen lineer motorlar genellikle daha düşük itme kuvveti kapasitesine sahiptir, bu nedenle presleme, işleme veya kalıplama gibi uygulamalarda bulunan son derece yüksek itme kuvveti gereksinimleri için uygun değildirler. Ancak yüksek hızlı montaj ve taşıma işlemlerinde mükemmel performans gösterirler.

Demir çekirdek tasarımının dezavantajı, hareketin düzgünlüğünü bozan dişlilenme (cogging) olayıdır. Dişlilenme, ana parçanın oluklu tasarımının, ikincil parçanın mıknatısları boyunca hareket ederken "tercih edilen" pozisyonlara sahip olmasına neden olmasından kaynaklanır. Ana parçanın ikincil parçanın mıknatıslarıyla hizalanma eğilimini aşmak için, motorun daha fazla kuvvet üretmesi gerekir; bu da dişlilenme olarak adlandırılan bir hız dalgalanmasına neden olur. Bu kuvvet ve hız dalgalanması varyasyonu, hareketin düzgünlüğünü bozar; bu da, hareket sırasındaki hareket kalitesinin (sadece son konumlandırma doğruluğu değil) önemli olduğu uygulamalarda önemli bir sorun olabilir.

Üreticilerin dişli sürtünmesini azaltmak için kullandığı birçok yöntem vardır. Yaygın bir yaklaşım, mıknatısların (veya dişlerin) konumunu eğerek, birincil dişler ikincil mıknatıslar üzerinden geçerken daha yumuşak geçişler oluşturmaktır. Benzer bir etki, mıknatısların şeklini uzatılmış bir sekizgene değiştirerek de elde edilebilir.

Dişli etkisini azaltmanın bir diğer yöntemi de kesirli sargı olarak adlandırılır. Bu tasarımda, birincil sargıda ikincil sargıdaki mıknatıslardan daha fazla laminasyon dişi bulunur ve laminasyon yığını özel bir şekle sahiptir. Bu iki değişiklik birlikte dişli kuvvetlerini ortadan kaldırmak için çalışır. Ve elbette, yazılım her zaman bir çözüm sunar. Dişli önleyici algoritmalar, servo sürücülerin ve kontrolörlerin birincil sargıya verilen akımı, kuvvet ve hızdaki varyasyonları en aza indirecek şekilde ayarlamasına olanak tanır.

Demir içermeyen lineer motorlar, birincil bobinleri çelik laminasyonun etrafına sarılmak yerine epoksi ile kaplandığı için titreşim (cogging) yaşamazlar. Ayrıca demir içermeyen lineer servo motorlar daha düşük kütleye sahiptir (epoksi, çelikten daha hafiftir, ancak daha az serttir), bu da elektromekanik sistemlerde bulunan en yüksek ivme, yavaşlama ve maksimum hız değerlerinden bazılarına ulaşmalarını sağlar. Yerleşme süreleri de genellikle demir içermeyen motorlar için demir çekirdekli versiyonlara göre daha iyidir (daha düşüktür). Birincil bobinde çelik olmaması ve buna bağlı olarak titreşim veya hız dalgalanmasının olmaması, demir içermeyen lineer motorların genellikle %0,01'den daha az hız değişimiyle çok yavaş ve sabit hareket sağlayabileceği anlamına da gelir.

Entegrasyon düzeyi ne?
Döner motorlar gibi, doğrusal servo motorlar da bir hareket sisteminin yalnızca bir bileşenidir. Tam bir doğrusal motor sistemi ayrıca yükü desteklemek ve yönlendirmek için rulmanlara, kablo yönetimine, geri beslemeye (tipik olarak doğrusal enkoder) ve bir servo sürücü ve kontrol ünitesine ihtiyaç duyar. Son derece deneyimli OEM'ler ve makine üreticileri veya çok özel tasarım veya performans gereksinimlerine sahip olanlar, kendi bünyelerindeki yetenekleri ve çeşitli üreticilerden temin edilen hazır bileşenleri kullanarak eksiksiz bir sistem oluşturabilirler.

Doğrusal motor sistemlerinin tasarımı, kayış, kremayer dişli veya vidalı sistemlere dayalı tasarımlara göre tartışmasız daha basittir. Daha az bileşen ve daha az emek yoğun montaj adımı vardır (bilyalı vida desteklerinin hizalanması veya kayışların gerdirilmesi gerekmez). Ayrıca doğrusal motorlar temassızdır, bu nedenle tasarımcıların yağlama, ayarlama veya tahrik ünitesinin diğer bakımı için önlemler alma konusunda endişelenmelerine gerek yoktur. Ancak anahtar teslimi bir çözüm arayan OEM'ler ve makine üreticileri için, komple doğrusal motor tahrikli aktüatörler, yüksek hassasiyetli platformlar ve hatta Kartezyen ve portal sistemleri için sayısız seçenek mevcuttur.

Bu ortam doğrusal motor için uygun mu?
Lineer motorlar, hareketli parçalarının daha az olması ve partikül oluşumu, gaz salınımı ve sıcaklık gereksinimlerini karşılamak için neredeyse her türlü lineer kılavuz veya kablo yönetimiyle eşleştirilebilmeleri nedeniyle, temiz odalar ve vakum ortamları gibi zorlu ortamlarda genellikle tercih edilen çözümdür. Aşırı durumlarda ise, birincil parça (kablolar ve kablo yönetimi dahil sargılar) sabit kalırken, ikincil parça (mıknatıs yolu) hareketli parça olarak kullanılabilir.

Ancak ortam metal talaşları, metal tozu veya metal parçacıklarından oluşacaksa, doğrusal servo motor en iyi seçenek olmayabilir. Bu durum özellikle demir çekirdekli doğrusal motorlar için geçerlidir, çünkü tasarımları doğası gereği açıktır ve mıknatıs izini kirlenmeye açık bırakır. Demir içermeyen doğrusal motorların yarı kapalı tasarımı daha iyi koruma sağlar, ancak ikincil parçadaki yuvanın doğrudan kirlenme kaynaklarına maruz kalmamasına dikkat edilmelidir. Hem demir çekirdekli hem de demir içermeyen doğrusal motorlar için kapalı tasarım seçenekleri mevcuttur, ancak bunlar motorun ısıyı dağıtma yeteneğini azaltabilir ve potansiyel olarak bir sorunu başka bir sorunla değiştirebilir.