Lineer motorlar üstün performans sunar, bu nedenle tıbbi ekipman, endüstriyel otomasyon, paketleme ve yarı iletken üretiminde mükemmeldir. Dahası, yeni lineer motorlar, erken versiyonların maliyet, ısı ve entegrasyon karmaşıklığını ele alır. Özetlemek gerekirse, lineer motorlar bir bobin (birincil parça veya forcer) ve bazen plaka veya ikincil olarak adlandırılan sabit bir platform içerir. Alt tipleri boldur, ancak otomasyon için en yaygın ikisi fırçasız demir çekirdekli ve demirsiz lineer motorlardır.

Doğrusal motorlar genellikle mekanik tahriklerden daha iyi performans gösterir. Sınırsız uzunluklara sahiptirler. Mekanik düzeneklerin esnekliği ve boşluğu olmadan, doğruluk ve tekrarlanabilirlik yüksektir ve makinenin ömrü boyunca bu şekilde kalır. Aslında, bir doğrusal motorun yalnızca kılavuz yatakları bakım gerektirir; diğer tüm alt bileşenler aşınmazdır.

Demir çekirdekli doğrusal motorların üstün olduğu yerler
Demir çekirdekli doğrusal motorlar, bir demir çekirdeğin etrafında birincil bobinlere sahiptir. İkincil bobin genellikle sabit bir mıknatıs rayıdır. Demir çekirdekli doğrusal motorlar, yüksek sürekli kuvvet ürettikleri için enjeksiyon kalıplama, takım tezgahı ve pres makinelerinde iyi çalışırlar. Ancak bir uyarı, demir çekirdekli doğrusal motorların dişli mekanizmasına sahip olmasıdır, çünkü ikincil bobinin birincil bobin üzerindeki manyetik çekimi, mıknatıs rayını geçerken değişir. Burada tetikleyici kuvvet rol oynar. Üreticiler dişli mekanizmasını çeşitli şekillerde ele alır, ancak asıl amaç düzgün vuruşlar olduğunda sorunludur.

Yine de, demir çekirdekli doğrusal motorların avantajları çoktur. Daha güçlü manyetik kuplaj (demir çekirdek ve stator mıknatısları arasında), yüksek kuvvet yoğunluğu sağlar. Dolayısıyla, demir çekirdekli doğrusal motorlar, benzer demirsiz doğrusal motorlara göre daha yüksek kuvvet çıkışına sahiptir. Ayrıca, demir çekirdek çalışma sırasında bobinden kaynaklanan ısıyı dışarı attığı için bu motorlar çok fazla ısıyı dağıtır ve bobin-ortam ısıl direncini demirsiz motorlara göre daha iyi azaltır. Son olarak, bu motorların entegrasyonu kolaydır çünkü kuvvetlendirici ve stator doğrudan birbirine bakar.

Hızlı stroklar için demirsiz doğrusal motorlar
Demirsiz doğrusal motorların ana sargılarında demir bulunmadığından, daha dinamik hareket sağlamak için daha hafiftirler. Bobinler bir epoksi plakaya gömülüdür. Çoğu demirsiz doğrusal motorun iç yüzeylerinde mıknatıslarla kaplı U şeklinde raylar bulunur. Isı birikimi, itme kuvvetlerini benzer demir çekirdekli motorlarınkinden daha düşük bir değere sınırlayabilir, ancak bazı üreticiler bu sorunu yenilikçi kanal ve ana sargı geometrisiyle çözmektedir.

Kısa yerleşme süreleri, demirsiz doğrusal motorların dinamiklerini daha da artırarak hızlı ve hassas hareketler yapmalarını sağlar. Birincil ve ikincil arasında doğal bir çekim kuvveti olmaması, demirsiz doğrusal motorların montajının demir çekirdekli motorlara göre daha kolay olduğu anlamına gelir. Ayrıca, destek yatakları manyetik kuvvetlere maruz kalmadığı için genellikle daha uzun ömürlüdürler.

Lineer motorların dikey eksenlerde ve zorlu ortamlarda sorun yaşadığını unutmayın. Bunun nedeni, bir miktar frenleme veya karşı ağırlık olmadan, doğası gereği temassız olan lineer motorların güç kesintisi durumlarında yüklerin düşmesine izin vermesidir.

Ayrıca, bazı zorlu ortamlar, özellikle metal parçaların işlendiği işlemlerde, lineer motorlara yapışan toz ve talaş oluşturabilir. Bu noktada, demir çekirdekli lineer motorlar (ve mıknatıslı rayları) en savunmasız olanlardır. Bazı aktüatörler, bu tür ortamlarda çalışmak için demir çekirdekli veya demirsiz lineer motorlar ve toz geçirmez bir tasarıma sahiptir. Bu tasarım, geleneksel olarak lineer eksenleri koruyan körüklerle ilgili sorunları ortadan kaldırır.

Entegre doğrusal motor aktüatörleri ne zaman seçilmelidir?
Doğrusal motor aktüatörlerinin doğrudan tahrikli yapısı, sayısız endüstriyel uygulama için verimliliği ve sistem dinamiklerini artırır. Bazı doğrusal motor tabanlı aktüatörler, kayış ve bilyalı vida tabanlı sistemlere kıyasla bile doğrusal motorların kullanımını kolaylaştırmak için konum geri bildirimi kodlayıcıları da içerir. Bu aktüatörlerin bazıları, güç yoğunluğunu daha da artırmak için doğrusal motoru, kılavuzu ve optik (veya manyetik) kodlayıcıyı sıkı bir şekilde entegre eder.

Bazı aktüatörlerdeki kodlayıcı yatay olarak monte edilir, böylece konumu dış etkilerden etkilenmez. Bu tür düzenlemelerin bazıları, 230 Vac giriş kullanılarak 60 m/sn²'ye kadar ivmeyle 6 m/sn hıza ulaşabilir. İki metreyi aşan hareket mesafesine sahip modüller de mümkündür. Standart seçenekler genellikle konum geri bildirimi için manyetik kodlayıcı içerir, ancak daha yüksek hassasiyet için optik kodlayıcılar da mevcuttur. Diğer seçenekler arasında çoklu kaydırıcı kurulumları ve komple XY ve gantry sistemleri bulunur.

Geleneksel bilyalı vida modülleriyle karşılaştırıldığında, doğrusal motor tabanlı aktüatörler, doğrudan tahrik sayesinde birçok itme çıkış koşulunda bile daha iyi hassasiyet ve hız sunar. Daha sıkı entegrasyon, üretkenliği ve güvenilirliği de artırır. Bu tür aktüatörlerden bazıları, doğrusal motorun kendisini, bir tabanı ve konum geri bildirimi için bir alüminyum kaydırıcı ve optik ölçek destekleyen geniş bir doğrusal kılavuzu içerir. Doğrusal motor demirsiz olduğundan, hızlı ivmelenen hafif bir tasarım oluşturmak için bir alüminyum kaydırıcıyla eşleştirilebilir.

Bazı kompakt lineer motor aktüatörleri, çevre dostu yağlama için dahili yağlama pedlerine sahip kaydırıcılar da içerir. Burada, kızak bloğu uçlarında, çelik bilya sirkülasyonu yoluyla yuvarlanma yolu yağlaması sağlamak için hermetik olarak kapatılmış gres enjektörleri bulunur. Bazı durumlarda, özellikle kısa stroklu akslarda, isteğe bağlı yağlama pedleri, daha az bakımla uzun süreli çalışma için yağlama sağlar.

Bazı aktüatörlerin içindeki demirsiz doğrusal motorlar da dişli çark hareketi göstermez, bu nedenle eksen yavaş veya hızlı hareket ederken stabil hareketler yapabilir. Bazı tasarımlarda, optik doğrusal kodlayıcı ile tekrarlanabilirlik 2 mm'dir. Bazı aktüatörler 152 ila 1.490 mm strok aralığında ve 6 ila 30 mm doğrusallıkta mevcuttur.

Özel örnek: Temiz oda uygulamaları
Kısa stroklu ve yüksek çevrim oranlı uygulamalar için özellikle uygun bir son seçenek, hareketli parçaları mıknatıslar ve ray olan doğrusal motorlu aktüatörlerdir. Bu aktüatörlerde, hareketli kabloların bağlantı kopmalarına neden olması gibi bir sorun yoktur. Tozlu ortamlarda da sorun yaşanmaz. Aslında, aktüatörler vakumlu ortamlarda ve temiz odalarda iyi çalışır. Bunun nedeni, bobinlerin sabit olması ve ısının montaj yapılarına kolayca dağılmasıdır. Bu tür bazı doğrusal motorlu aktüatörler, 94,2 veya 188,3 N'a kadar sürekli kuvvet ve 242,1 veya 484,2 N'a kadar tepe kuvveti üretir ve versiyona bağlı olarak 3,5, 7 veya 14 A sürekli akım kabul eder. Stroklar 430 mm'ye ulaşır.

Doğrusal motor aşamalarını belirtmek için parametreler
Doğrusal motorlara dayalı aktüatörleri veya aşamaları belirlerken, tasarımın hareket profilinin her bir bölümü için aşağıdaki kriterleri göz önünde bulundurun:

• Bilinen hareket koşulu nedir?
• Yükün kütlesi, sistem kütlesi, etkili stroku, hareket süresi ve bekleme süresi nedir?
• Sürücü durumu, maksimum çıkış voltajı, sürekli ve tepe akımı nedir?
• Kurulum için ne tür bir kodlayıcı çözünürlüğü gerekiyor? Analog mu yoksa dijital mi olmalı?
• Aktüatör veya sahne ne tür bir çalışma ortamında çalışacak? Oda sıcaklığı ne olacak? Makine vakum veya temiz oda koşullarına tabi olacak mı?
• Uygulamanın hareket hassasiyeti ve konumlandırma doğruluğu açısından gereksinimleri nelerdir?
• Doğrusal motorlu aktüatör veya sahne, yükleri yatay, dikey veya açılı olarak hareket ettirecek mi? Kurulum duvara monte edilecek mi? Alan kısıtlamalarına tabi mi?

Bu soruların cevaplanması, tasarım mühendislerinin belirli bir makine parçası için en uygun doğrusal motor yinelemesini belirlemesine yardımcı olacaktır.