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Dove i motori lineari migliorano il design: Esempio di applicazione nella fase multiasse

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Un controllo robotizzato XYZ Gantry

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Le applicazioni su macchine utensili e la produzione e l'assemblaggio di componenti semiconduttori rappresentano oltre la metà di tutto l'uso dei motori lineari. Questo perché i motori lineari sono precisi (anche se costosi rispetto ad altre opzioni di movimento lineare). Altre applicazioni per questi componenti di movimento relativamente nuovi includono anche quelle che richiedono un posizionamento veloce e preciso o corse lente ed estremamente stabili.

Le velocità dei motori lineari variano da pochi pollici a migliaia di pollici al secondo. I progetti possono fornire corse illimitate e (con un encoder) una precisione di ±1 μm/100 mm. Per questo motivo, una varietà di applicazioni mediche, di ispezione e di movimentazione dei materiali utilizzano motori lineari per aumentare la produttività.

A differenza dei motori rotativi (che necessitano di dispositivi meccanici da rotativo a lineare per ottenere movimenti rettilinei), i motori lineari sono ad azionamento diretto. In questo modo si evita l'usura graduale dei tradizionali set di pignoni e cremagliere. I motori lineari evitano anche gli inconvenienti dei motori rotativi che corrono a cinghie e pulegge .... spinta limitata a causa dei limiti di resistenza alla trazione; lunghi tempi di assestamento; allungamento del nastro, gioco e avvolgimento meccanico; e limiti di velocità di 15 ft/sec o giù di lì. I motori lineari Plus evitano inefficienze di piombo e viti a sfera (circa il 50 e 90% rispettivamente), nonché frusta e vibrazioni. Non costringono i progettisti a sacrificare la velocità (con passi più alti) anche per una risoluzione più bassa.

Gli stadi multiasse che utilizzano motori lineari su ogni asse sono più compatti dei sistemi tradizionali, quindi si adattano a spazi più piccoli. La riduzione del numero di componenti aumenta anche l'affidabilità. Qui i motori si collegano ad azionamenti regolari e (nel funzionamento servoazionamento) un motion controller chiude l'anello di posizione.

I motori passo-passo lineari forniscono velocità fino a 70 in./sec, adatti per macchine di pick-and-place e di ispezione ad azione relativamente rapida. Altre applicazioni includono stazioni di trasferimento parziale. Alcuni produttori vendono due stepper lineari gemelli con un forzante comune per formare gli stadi X-Y. Questi stadi si montano in qualsiasi orientamento e hanno elevata rigidità e planarità a pochi nanometri per ogni cento millimetri per produrre movimenti precisi.

Alcune applicazioni sensibili ai costi traggono vantaggio dai motori lineari ibridi, in quanto dispongono di piastre ferromagnetiche a basso costo. Proprio come i motori passo-passo lineari, essi variano la saturazione magnetica dal piano alla forma dell'opposizione al flusso magnetico. Il feedback più un anello PID con controllo di posizionamento aiuta il motore ad ottenere prestazioni di livello servoassistito. L'unica cosa da fare è che i motori ibridi hanno una potenza limitata e presentano una dentatura dovuta all'accoppiamento tra forzante e piastra. Due soluzioni sono l'offset di fase e l'azionamento per la saturazione parziale dei denti a piastra e delle sezioni di denti da forzatura. Alcuni motori ibridi utilizzano anche il raffreddamento esterno per aumentare la potenza durante il funzionamento continuo.