Съвременни тенденции в развитието на линейни задвижвания - дизайнер Machinostroitel

Исторически, промишленост един или друг начин зависят от всички видове винтове и ремъчни предавки или пневматични механизми за решаване на линейни приложения за позициониране. Но на нарастващото търсене на по-голяма скорост на честотната лента, милиони работни цикли, настройка и гъвкавост за програмиране на тези механизми е разкриха недостатъци. Често трябва да се правят компромиси, когато става въпрос за прецизно контролиран позициониране в превод.

Наскоро, производители на пневматични цилиндри обновяват пневматично устройство за управление с външни контролни вентили, сензори за положение и servoelektronikoy за справяне с някои от тези трудности. Но не е толкова лесно да се изгради цялостна система за позициониране, с оглед на високия коефициент на триене и динамичният вискозитет на сгъстения въздух. Управление е проблематично поради еластичността и триенето на въздуха и триенето на буталото.

директно задвижване с линейни мотори технология осигурява значително по-добър подход към решаване на задачи за позициониране. Тази техника включва прякото прилагане на електромагнитното свързване сила без използване на колан, сачмен винт или друг посредник. Линейно задвижване произвежда пряко линейно движение, и не, превръщат ротационното движение в постъпателно движение.

Най-лесният начин за описване на линеен мотор устройството - подарък въртене постоянен магнит мотор, нарязани по дължина и разгъната в една равнина. Традиционните линейни мотори имат точно такъв дизайн.

Нови линейни мотори, така наречените тръбен линейно задвижване, имат форм-фактор на соленоида.

Самият двигател е в рамките на не-магнитен тяло от неръждаема стомана, така наречените превоз. Самоносещи намотка е вътре превоз заедно с плъзгаща лагера, изработена от специален полимерен материал. Във вътрешността на намотката се поставя подвижен елемент - прът. Пръчката е кух цилиндър, изработен от немагнитни неръждаема стомана, който има малък тежкотоварни редки земни магнити под формата на таблетки. Подвижната прът е ключов компонент на двигателя, тя въплъщава патентован дизайн, който ви позволява да се създаде точна синусоидално магнитно поле по цялата му дължина. Тази функция позволява използването на моторно жилища интегрирани сензори за обратна връзка, вместо на традиционните сензори външната позиция. Това е важно, тъй като външни енкодери линейни често може да струва почти толкова, колкото самия диск и, в допълнение, те самите са прецизни устройства, които изискват специални условия на околната среда, фина настройка и поддръжка. Интегрираните сензори, разположени върху платката под покривната плоча на превоза.

тръбовидна форма фактор дава невероятни ползи. Тази конструкция осигурява математически идеално ориентация на магнитното поле между намотките на двигателя превоз и магнитна пръчка. Всички магнитните силови линии се пресичат токопровеждащите проводници под прав ъгъл. Тази ориентация ви позволява да създадете най-много усилия и ефективност. Висока ефективност на свой ред означава, че минималното количество топлина, която увеличава броя на работните цикли.

Линеен двигател може да бъде контролирана чрез всеки от трифазен servodrayvera DC, който също има грях / защото обратна връзка интерфейс. Въпреки това, най-добрият динамичните показатели може да се постигне само, когато се използва драйвер специално оптимизиран, за работа с линейни мотори. По-специално, тези видове движение контролери, предлагани от Copley контроли.

Обикновено, въртеливото движение се преобразува в линеен чрез следните разтвори:

- Завийте слайда гайка
- винтовосачмени двойки (СВД)
- зъбно колело
- Колан с кола.

Нека накратко разгледа превръщането на трансфер на данни.

2.1. Прехвърляне винт-гайка плъзгащи: представляват задвижващ механизъм служи за преобразуване на въртеливото движение на шнека в линейно движение на гайката; Тя работи на принципа на плъзгащи триене.

Предимства: ниска цена, необратим напредък, високо развита енергия.

Недостатъци: обикновено, ефективността на предаването зависи от вида на задвижващия двигател и е около 10-40%; устройството се характеризира с износване и непрекъснато се разраства реакция; винт трябва да се поддържат чисти, дори и леко замърсяване може да намали ефективността или заглушаване система.

2.2.SHVP: принцип на работа е същият като този на предаването на винт и гайка, с изключение на факта, че винт гайка включва извит канал профил. Улеите служат като рибовъдните за топки, които се движат между завъртания на винта и гайката. Преместването перли се случва по затворен път - при въртене на топки винт, свързани с движението на винтови канали, и гайка се превежда през канала за байпас обратно към първоначалната си позиция.

Предимства: трансферът е с много висок коефициент на полезно действие - до 98%, дълъг живот, висока точност и ниска реакция. Недостатъци: висока цена; с помощта на винт трябва да се счита за значително осово натоварване, предизвикана от изходящия вал на двигателя, като следствие от това изисква използването на допълнителен лагер подкрепа; винт трябва да се поддържат чисти, за да се избегнат смущения.

2.3.Shesternya железопътен транспорт. пиньон, въртяща се около оста на двигателя задвижва зъбна рейка. Предимства: е доста ефективно решение икономически, също са подходящи за приложения, където голяма дължина денивелация, много усилия и прецизност; ефективност предаване достига 95%.

Недостатъци: обикновено дизайн има реакция, враждебната реакция е необходимо да се намали зъбите за контакт са произведени с по-висока точност или за увеличаване на силата на притискане между пиньон и багажник, с висока сила на захващане причинява големи радиални натоварване на изходящия вал на двигателя или скоростната кутия; когато има малко движение на скоростта на пулсация; движението е сравнително шумен характер.

2.4.Remennaya предаване: ролка вал се върти колан, който се движи на товара в линейна посока.

Предимства: ниска цена точност решение е по-добре от 50 микрона.

Недостатъци: колана е обект на износване при високи скорости и натоварвания; каишка може да се удължи; малка разлика изисква висока степен на напрежение колан, което от своя страна увеличава радиално натоварване на изходящия вал.

Що се отнася до линейни двигатели, те абсорбират почти всички предимства на устройствата, описани по-горе и експулсирани повечето от техните недостатъци. Например, липсата на винтове, гайки и други механични компоненти прави нисък шум линейно задвижване устройство. Липсата на елементи, подложени на износване, увеличава експлоатационния живот на двигателя. Например, ако висока точност на позициониране при ниски натоварвания и високи скорости, на линейния двигател може да осигури много по-дълъг експлоатационен живот от задвижка топката винт. По същите причини, линейни задвижвания в тръбен форм-фактор не се чувствам на инерцията, няма фактори като хистерезис и реакция. Резултатът е отличен динамична твърдост.

И накрая, тръбните линейни двигатели днес не са на тяхното физическо ограничение. бъдещите изисквания на приложения създава необходимост от постоянно намаляване на дискове и повишаване на тяхната чувствителност. Ето защо, да ограничава размера на двигателя зависи от цената, а не от фундаменталната физика.

3. Линейни серво мотори Faulhaber

За реализация на ултра прецизен Faulhaber програмируем линейно движение предлага серия от линейни серводвигатели.

Тези механизми в компактни размери (LM2070 двигатели - 20 mm квадратен странични на шейната, и дължина 70 mm) развиващите усилия до 27 N могат да бъдат използвани като режим на двигателя (преместване превоз на фиксирана ос) и в режим на задвижващ механизъм (движещи се вал, превоз е фиксиран ). Поради интегрираните линейни сензори на Хол, може да бъде постигнато, докато точността на позициониране и повторяемостта на 120 микрона до 40 микрона, без използване на външни датчици.

Линейни серво мотори не се нуждаят от смазване или допълнителна поддръжка, по време на работа, безшумни, със скорост до 3,2 м / сек и ускорение - до 198 m / s2. Линейните мотори Faulhaber предлага с различни части от нерватурата. На разположение за изпълнение на работата с компактни контролери производител, както и обратна връзка синусоида косинус, който ще позволи на контрола чрез PLC контролер. В допълнение, компанията Faulhaber, предлага движение контролери, специално за използване с линейни мотори, което позволява да се приложи пълна настройка и конфигурация на изпълнителен механизъм. Те са свободно програмируеми и поддържа както RS-232 сериен интерфейс и може мрежов интерфейс.

4. Линеен Серво двигателите на Dunkermotoren

Линейни серво мотори Dunkermotoren ServoTube серия се предлагат в два варианта:

1. преки задвижващи мотори, предназначени за изпълнение в режим на работа на задвижващия механизъм (движимо моторни вал).

2. Компоненти на линейни системи серво са предназначени за използване като OEM-компоненти и изискват инсталирането на допълнителни лагери. Използването на такива компоненти може да се реализира с натоварването на двигателя, се прилага директно върху слайд в заключено състав.

Двигателят включва интегрирана част от сензор за обратна връзка положение за осигуряване на повторяеми до 12 микрона. линейни двигател е Dunkermotoren интегрирани линейни лагери гарантират дълъг живот на продукта и не се нуждаят от допълнително смазване или друга поддръжка. Серия от линейни серводвигатели ServoTube разполага с диапазон на скорости до 9.4 м / сек и ускорение до 586 m / s2. Задвижване характеризират клас на защита IP67 и развиват постоянно операционна сила 7-276 N Когато дългосрочни натоварвания. Всички двигатели отговарят на стандарти в индустрията, че дава възможност за бързо приемане от вече работи системата. Той разполага с голям брой аксесоари за интегрирането на задвижващи механизми, основани на линейни серво двигатели за подмяна на пневматични цилиндри. За да завършите с двигатели също са на разположение от различни контролни контролери производител на двигателя.

4.1. Специална версия на защитените линейни сервомоторите

Специална серия от серво мотори Dunkermotoren е на мехатронни продукти, осъзнавайки, работата в режим на задвижване.

Двигателите от тази серия се отличават тялото от неръждаема стомана и се характеризират клас на защита IP69K. Двигатели с водно охлаждане от тази серия дава възможност да се развие сила от 460 N. В интегриран мотор енкодер с резолюция от 10 микрона, което осигурява повторяемост на 25 микрона. режим на копчето (подвижна ос). мотор, захранван от три фази, стойността на захранващото напрежение може да достигне 600 V. Това дава възможност да се използват и двете управляваща електроника, предложената Dunkermotoren и трети страни контролери.

4.2. Линейни модули за движение

Модули линейни компания за филмово Dunkermotoren - той е готов за употреба и интеграция в мехатронни решения, създадени от системата. Модулът се основава на линейна серводвигател Dunkermotoren, снабдена с употреба, крайни изключватели, линия на веригата и други свързани компоненти. По желание, модулът може да бъде оборудван с линеен енкодер с резолюция до 1 микрон задания за позициониране с висока точност.

Модулът на линейно движение може да бъде от 1 до 3 степени на подвижност винаги оборудвани с индивидуално според изискванията на клиента. Използването на линейни модули за движение на базата на линейни серво мотори е една добра алтернатива устройства, базирани на СВД и ремъчни предавки. Dunkermotoren модули се използват широко в опаковъчни машини и други автоматизирани производствени линии.

Иля Герасимов, инженер на "Microprivod"

Снимките, предоставени от LLC "Microprivod"