Doğrusal motorlar ve aktüatörler artık bilyalı vidalar ve kayış tahrik sistemleriyle maliyet açısından rekabet edebilir durumda ve gelişmiş konumlandırma uygulamaları için belirgin şekilde üstün çeviklik ve bant genişliği sunuyor. Yeni mikro motorlar ve aktüatörler, daha önce mümkün olmayan görevlerin otomasyonuna yardımcı oluyor. Doğrudan doğrusal tahrik sistemleri, servo kontrollü pnömatik silindirlerin yerini giderek daha fazla alarak, hava kompresörlerinin maliyetinden, gürültüsünden ve bakımından bağımsız olarak güvenilirlik ve kontrol edilebilirlik sağlıyor.

Yarı iletken endüstrisi gereksinimlerinin etkisiyle, lineer motor üreticileri sürekli olarak hassasiyeti artırdı, fiyatları düşürdü, çeşitli motor tipleri geliştirdi ve otomasyon ekipmanlarına entegrasyonu basitleştirdi. Modern lineer motorlar 20g tepe ivme ve 10 metre/saniye hız sağlayarak eşsiz dinamik çeviklik sunar, bakım ihtiyacını en aza indirir ve çalışma süresini kat kat artırır. Bu motorlar, özel yarı iletken endüstrisi kullanımının ötesine geçerek çok çeşitli uygulamalarda gelişmiş performans sunmaktadır.

Bilyalı vidalara göre on kat daha hızlı ve uzun ömürlü olan doğrusal direkt tahrik teknolojisi, verimliliği artıran otomasyon için çoğu zaman tek çözümdür.

DİNAMİK ÜSTÜNLÜK

Geleneksel konumlandırma mekanizmalarının dinamik performansı, histerezis, boşluk ve aşınmaya neden olan kurşun vidalar, dişli takımları, kayış tahrikleri ve esnek kaplinler tarafından sınırlandırılır. Benzer şekilde, pnömatik aktüatörler piston kütlesi ve piston-silindir sürtünmesinin yanı sıra hava sıkıştırılabilirliğinden de etkilenir ve bu da servo kontrol karmaşıklığına yol açar. Doğrusal motorlar ve aktüatörler, geleneksel konumlandırıcıların kütlesini ve ataletini ortadan kaldırarak ve bu temel sınırlamalardan kurtularak, eşsiz bir dinamik sertlik sağlarlar.

Doğrudan tahrik kuvveti oluşturma, doğrusal motorların ve aktüatörlerin alternatif konumlandırma mekanizmalarında bulunmayan kapalı döngü bant genişliğine ulaşmasını sağlar. Motor ve aktüatör, modern kontrolörlerden tam olarak yararlanabilir. Bu kontrolörler, yüksek döngü kazancı çalışması için ayarlanmıştır ve geniş bant genişliği kontrolü, hızlı yerleşme ve geçici bozulmalardan hızlı toparlanma sağlar.

Doğrusal motorlar ve aktüatörler, statik sürtünme bölgesinde çalışan milimetre hassasiyetindeki hareketleri gerçekleştirmede üstün performans gösterirler. Düşük kütleleri ve minimum statik sürtünmeleri, harekete başlamak için gereken tahrik kuvvetini en aza indirir ve durma sırasında aşırı salınımı önleme konusunda kontrol sisteminin görevini basitleştirir. Bu özellikler, doğrudan tahrikli motorların ve aktüatörlerin örneğin mikroskop slaytlarını taramasını ve yalnızca milimetreler uzaklıktaki nesnelerin XY konumlarını haritalamasını sağlar.

Hızlı ve tekrarlayan hareket gerektiren uygulamalar, doğrusal aktüatörün yüksek bant genişliğinden yararlanarak bilyalı vidaların veya kayış tahriklerinin verimliliğini ikiye katlayabilir. Malzeme rulolarını (kağıt, plastik, hatta bebek bezleri) boyuna kesen makineler, malzeme akışını durdurmadan çalışarak verimliliği en üst düzeye çıkarır. Anında kesim yapmak için, bu makineler kesme bıçağını malzeme akışıyla senkronize edecek şekilde hızlandırır, malzeme hızıyla kesim yerine gider ve ardından kesimi başlatır. Kesimden sonra, bıçak bir sonraki gidiş-dönüş kesim döngüsünü beklemek üzere başlangıç ​​noktasına geri döner.

DOĞRUSAL MOTOR TİPLERİ

Üç temel doğrusal motor konfigürasyonu mevcuttur: düz yataklı, U-kanallı ve boru tipi motorlar. Her motorun kendine özgü avantajları ve sınırlamaları vardır.

Düz yataklı motorlar, sınırsız hareket mesafesi ve en yüksek tahrik gücünü sunarken, yük taşıyıcı itici ile motorun kalıcı mıknatıs rayı arasında önemli ve istenmeyen bir manyetik çekim kuvveti oluştururlar. Bu çekim kuvveti, ekstra yükü destekleyecek yataklar gerektirir.

Demir içermeyen çekirdeğe sahip U-şekilli motor, düşük atalet özelliğine ve dolayısıyla maksimum çevikliğe sahiptir. Bununla birlikte, iticinin yük taşıyıcı manyetik bobinleri U-şekilli çerçevenin derinliklerine kadar uzanarak ısı uzaklaştırmayı kısıtlar.

Borulu lineer motorlar sağlam, termal olarak verimli ve kurulumu en basit olanlardır. Bilyalı vidalı ve pnömatik konumlandırıcıların yerine doğrudan takılabilirler. Borulu motorun kalıcı mıknatısları, her iki ucundan desteklenen paslanmaz çelik bir boru (itme çubuğu) içine yerleştirilmiştir. Ek itme çubuğu desteği olmadan, yük hareketi itme çubuğu çapına bağlı olarak 2 ila 3 metre ile sınırlıdır.

Üç motor tipinin tamamı arasında, boru tipi motorlar ana akım endüstriyel kullanım için en uygun olanlardır. Boru tipi lineer motorlar, temel bir mühendislik yeniliğinden önemli faydalar sağlamıştır. Copley Controls'ün lineer motorları, geleneksel harici lineer enkoderi entegre Hall sensörleriyle değiştirir. Patentli bir manyetik devre, Hall etkisi sensörlerinin çözünürlük ve tekrarlanabilirlik açısından neredeyse on kat iyileşme sağlamasına olanak tanır.

Doğrusal enkoderlerin maliyeti neredeyse doğrusal motorun kendisi kadar yüksek olabileceğinden, bunların ortadan kaldırılması önemli bir maliyet düşüşü anlamına gelir. Bu aynı zamanda, desteklenmesi ve hizalanması gereken hassas bir enkoder olmadığı için doğrusal motorun otomasyon sistemlerine entegrasyonunu da basitleştirir. Diğer avantajlar arasında sağlamlık, güvenilirlik ve enkoderin korumalı ortamlara ihtiyaç duymaması yer alır.

Borulu lineer motorlar, güçlü ve çok yönlü doğrudan tahrikli lineer aktüatörlere dönüştürülebilir. Aktüatör biçiminde, itici kuvvet sabit kalırken (makine çerçevesine cıvatalanmış), yük konumlandırma itme çubuğu, itici kuvvetin içine monte edilmiş düşük sürtünmeli, yağlama gerektirmeyen yataklar üzerinde hareket eder. Bilyalı vidalardan ve kayış tahriklerinden daha iyi performans göstermesinin yanı sıra, lineer aktüatör, programlanabilir servo-pnömatik konumlandırma sistemlerine göre daha yüksek performanslı bir alternatiftir.

Borulu lineer motorlar, tek bir itme çubuğu üzerinde çalışan iki bağımsız itici ile verimliliği ikiye katlayan uygulamalar için idealdir. Her itici kendi servo sürücüsüne sahiptir ve diğerinden tamamen bağımsız olarak hareket edebilir. Örneğin, bir itici yükleme yaparken diğeri boşaltma yapabilir. Bu teknik, hızlı hareket eden bir konveyörden ikişer ikişer ürünleri kaldırıp ikinci bir konveyöre hassas bir şekilde yerleştirerek verimliliği ikiye katlayabilir.

Benzer şekilde, tek bir itme çubuğu üzerinde çalışan birden fazla itici, tahrik kuvvetini ikiye, üçe hatta dörde katlayabilir. İticiler tek bir kontrol ünitesi tarafından çalıştırılabilir.

Doğrusal motorun yük taşıyıcı kuvveti, uzun ömürlü, tek raylı yataklar üzerinde hareket eder. Buna karşılık, bilyalı vidalı döner-doğrusal dönüştürme mekanizmaları, performansı düşüren ve ömrü kısaltan ek aşınma kaynakları içerir.

Doğrusal aktüatörün itme çubuğu, iticiye monte edilmiş uzun ömürlü, yağlama gerektirmeyen yataklar üzerinde kayar. Bu temel sadelik, aktüatörün 10 milyon çalışma döngüsü gerçekleştirmesini sağlar. Aktüatör yatakları kendiliğinden hizalanır, bu da kurulumu kolaylaştırır. Aktüatör tahrik kuvveti doğrudan itme çubuğuna uygulanır, bu da ivmeyi ve tepki hızını artırır.

Harici enkoderin, iticiye entegre edilmiş katı hal sensörüyle değiştirilmesiyle, doğrudan tahrikli motorlar ve aktüatörler çok basit iki bileşenli cihazlar haline gelir. İtici ve itme çubuğu, doğası gereği çok sağlam bileşenlerdir; bu da motor ve aktüatörün uluslararası IP67 yıkama standartlarına uygun olmasını sağlar.

Dişlilerin gıcırdaması ve vida milinin vızıldaması olmaması, lineer motorlara ve aktüatörlere giderek daha hayati önem kazanan düşük gürültü seviyesinde çalışma niteliği kazandırıyor. OSHA, işyeri gürültüsüne ilişkin giderek daha katı kurallar getiren Avrupa endüstriyel kodlarının hemen ardından geliyor. Sessiz çalışma, laboratuvar ve hastane ortamlarında zaten kritik öneme sahip; OSHA'nın düzenlemesini diğer üretim ortamlarına da genişletmesiyle bu endişe giderek daha yaygın hale gelecek.