واحد درایو خطی

واحد درایو خطی یک دستگاه یکپارچه الکترومکانیکی است که حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند. با ادغام موتور درایو ، مکانیسم انتقال ، مؤلفه های راهنما و سیستم کنترل ، واحد درایو خطی به خروجی جابجایی خطی با دقت و پایداری بالا دست پیدا می کند و به طور گسترده در تجهیزات اتوماسیون برای جایگزینی محرک های خطی سنتی مانند سیلندرها و سیلیندرهای هیدرولیک استفاده می شود.

یک واحد درایو خطی معمولی از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

1. موتور درایو: منبع تغذیه ، موتور سرویس دهنده یا موتور پله ای را که معمولاً استفاده می شود ، نیروی خروجی و دامنه سرعت را تعیین می کند.

2. مکانیسم انتقال: حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند ، با انواع اصلی از جمله پیچ های توپ (دقت بالا ، بار بالا) ، کمربندهای همزمان (سرعت بالا ، سکته مغزی طولانی) ، چرخ دنده ها و قفسه ها (بار بالا ، دقت کم) و غیره.

3. سیستم راهنمایی: اطمینان از خطی بودن حرکت مانند راهنماهای خطی ، کشویی و غیره ، اصطکاک را کاهش داده و در برابر نیروهای شعاعی مقاومت کنید.

4. سیستم کنترل: کنترل موقعیت و سرعت بسته- کنترل حلقه را از طریق رمزگذارها ، PLC ها یا کنترل کننده های حرکتی برای بهبود دقت حرکت اجرا کنید.

اصل کار:

پس از دریافت سیگنال های الکتریکی ، موتور حرکت چرخشی ایجاد می کند که از طریق مکانیسم انتقال (مانند مهره یک پیچ توپ درگیر پیچ) به جابجایی خطی تبدیل می شود و بار را برای انجام حرکت متقابل در امتداد سیستم هدایت سوق می دهد. سیستم کنترل بازخورد موقعیت را در زمان واقعی- (مانند سیگنال های رمزگذار) کنترل می کند و خروجی موتور را تنظیم می کند تا اطمینان حاصل شود که جابجایی واقعی با دستور ، دستیابی به میلی متر یا حتی دقت موقعیت یابی سطح میکرومتر است.

واحدهای درایو خطی به طور گسترده ای در:

اتوماسیون صنعتی: حرکات بازوی دست زدن به خط مونتاژ ، مونتاژ دقیق و روبات های جوشکاری.

تجهیزات پزشکی: موقعیت یابی تختخواب ، عملکرد دقیق روبات های جراحی.

تولید 3C: جابجایی دقیق برای دست زدن به ویفر نیمه هادی و بازرسی صفحه PCB.

خانه هوشمند: درایو اتوماتیک برای میزهای برقی و پرده های برقی ؛

انبارداری تدارکات: مکانیسم فشار ماشین آلات مرتب سازی و سیستم بلند کردن جرثقیل های Stacker.

در مقایسه با سیستم های سنتی پنوماتیک/هیدرولیک ، مزیت آن در کنترل دقیق سرعت و موقعیت نهفته است و برای محیط های کار آزاد و هوشمند و گرد و غبار مناسب تر است.

شما به تماشای پروژه های بیشتر یا بازدید از گالری ویدیویی ما توسط YouTube خوش آمدید: https://www.youtube.com/@tallmanrobotics

در اینجا ، ما واحد درایو خطی ، TMS220-CM ​​را با داده ها به شرح زیر معرفی می کنیم:

در مقایسه با سیلندرهای سنتی و سیلندرهای هیدرولیک ، واحد خطی درایو از مزایای قابل توجهی در عملکرد ، کنترل پذیری ، سازگاری و جنبه های دیگر برخوردار است. تفاوت های خاص به شرح زیر است:

1. دقت بالاتر در کنترل حرکت

واحد درایو خطی کنترل حلقه - را از طریق موتورهای سروو/استپر همراه با رمزگذارها ، با دقت موقعیت یابی حداکثر 0.01mm-0.1mm به دست می آورد و می تواند سرعت ، شتاب و جابجایی را به طور دقیق کنترل کند. این حالت از حالت های حرکتی پیچیده مانند سرعت ، سرعت یکنواخت و سرعت متغیر پشتیبانی می کند.

سیلندرها/سیلندرهای هیدرولیک برای رانندگی به فشار گاز/مایع متکی هستند و تحت تأثیر تراکم پذیری محیط قرار می گیرند. دقت موقعیت یابی معمولاً فقط 1 میلی متر -5 میلی متر است و سرعت غیرقابل کنترل است (فقط می تواند از طریق دریچه های دریچه گاز تنظیم شود) ، و دستیابی به برنامه ریزی پیچیده مسیر غیرممکن است.

2. قابلیت تنظیم قوی تر نیروی خروجی و سرعت

نیروی خروجی (فشار/تنش) و سرعت واحد درایو خطی را می توان در زمان واقعی از طریق سیگنال های جریان و پالس تنظیم کرد. به عنوان مثال ، با تغییر قدرت موتور ، می تواند انعطاف پذیر با محدوده بار 1N-10000N سازگار باشد و دامنه سرعت برای برآورده کردن شرایط مختلف کار ، 0.1mm/s-1000mm/s را پوشش می دهد.

نیروی خروجی و سرعت سیلندر سیلندر/هیدرولیک با فشار منبع هوا/منبع هیدرولیک تعیین می شود و تنظیم نیاز به جایگزینی سخت افزار مانند دریچه ها و قطر سیلندر دارد. انعطاف پذیری ضعیف است و پدیده ای از "خزیدن" (بی ثباتی با سرعت کم) وجود دارد.

3. سازگاری بهتر محیط زیست

واحد درایو خطی هیچ خطری برای نشت متوسط ​​ندارد ، نیازی به روغن کاری روغن/روغن هیدرولیک ندارد ، برای گرد و غبار مناسب است-} محیط های رایگان (مانند نیمه هادی ها ، پزشکی) ، خطوط تولید درجه مواد غذایی یا آزمایشگاه های تمیز و تحت تأثیر تغییرات شدید دما و رطوبت (عملکرد پایدار در -20 درجه -80 درجه).

سیلندر به منبع هوای فشرده شده نیاز دارد ، که می تواند به راحتی در اثر ناخالصی های موجود در منبع هوا (آب ، روغن ، گرد و غبار) تحت تأثیر قرار گیرد و باعث نقص آن شود. خطر نشت روغن و آلودگی محیطی در سیلندرهای هیدرولیک وجود دارد و افزایش ویسکوزیته روغن هیدرولیک در دمای پایین می تواند باعث کاهش کارایی شود. در دماهای بالا ، ممکن است باعث پیری مهر و موم شود.

4. هزینه های مصرف انرژی و نگهداری انرژی

واحد درایو خطی فقط در حین کار از انرژی استفاده می کند و تقریباً هیچ مصرف انرژی در حالت آماده به کار ندارد. اجزای اصلی (موتور ، راه آهن راهنما ، پیچ) دارای طول عمر بیش از 10000 ساعت هستند ، و تعمیر و نگهداری فقط به تمیز کردن منظم راه آهن راهنما و بررسی سفتی پیچ ، بدون تعویض مکرر مهر و موم یا دوباره پر کردن رسانه نیاز دارد.

سیلندرها نیاز به تأمین مداوم هوای فشرده شده دارند (کمپرسورهای هوا در طول مدت طولانی-} برق مصرف می کنند) ، در حالی که سیلندرهای هیدرولیک برای حفظ فشار به پمپ های هیدرولیکی نیاز دارند و در نتیجه مصرف انرژی بالایی انجام می شود. و اجزای آب بندی مستعد پوشیدن و پارگی هستند و نیاز به تعویض منظم دارند (به طور متوسط ​​هر 3-6 ماه تعمیر و نگهداری) و در نتیجه هزینه نگهداری تجمعی بالایی وجود دارد.

5. ادغام هوشمند راحت تر است

واحد درایو خطی می تواند به طور مستقیم به PLC ، اتوبوس های صنعتی (مانند Ethercat ، Modbus) یا سیستم های IoT متصل شود ، از نظارت از راه دور و بازخورد داده ها (مانند -}}}}} زمان ، دما ، اطلاعات موقعیت) ، تسهیل برنامه ریزی هوشمندانه و هشدار گسل خطوط تولید خودکار.

سیلندر سیلندر/هیدرولیک برای دستیابی به تشخیص موقعیت اساسی به سنسورهای اضافی (مانند سوئیچ های مغناطیسی) نیاز دارد و نمی تواند بازخورد خود را در مورد نیرو ، سرعت و سایر داده ها ارائه دهد و ادغام در سیستم های کنترل هوشمند را دشوار می کند.

6. نصب و طرح انعطاف پذیر تر

واحد درایو خطی نیازی به منبع هوای خارجی/خط لوله هیدرولیک ندارد و دارای ساختار جمع و جور (یکپارچه سازی موتور ، انتقال و اجزای راهنما) است. می توان آن را در زاویه های مختلفی مانند عمودی ، افقی و تمایل به صرفه جویی در فضای تجهیزات نصب کرد. این ماده به ویژه برای تجهیزات مینیاتوریزه و مدولار (مانند تجهیزات تولید 3C و ابزارهای پزشکی) مناسب است.

سیلندرها/سیلندرهای هیدرولیک به اتصالات خط لوله متکی هستند و طرح آنها با موقعیت منبع گاز/ایستگاه هیدرولیک محدود است. اگر خط لوله خیلی طولانی باشد ، به دلیل لرزش خط لوله باعث تأخیر در پاسخ و سر و صدا می شود.

واحد درایو خطی برای نیازهای صنعتی مدرن با دقت ، هوش و پاکیزگی بالا ، به ویژه در زمینه های مونتاژ دقیق ، تجهیزات پزشکی ، تولید نیمه هادی مناسب تر است و مزایای آشکاری دارد. با این حال ، به دلیل کم هزینه و قدرت انفجاری قوی آنها ، سیلندرها/سیلندرهای هیدرولیک هنوز برای سناریوهایی با نیازهای دقیق کم مانند حرکات ساده برگشتی (مانند مهر و موم زدن) مناسب هستند. با به روزرسانی اتوماسیون صنعتی ، واحد خطی درایو به تدریج جایگزین اجزای سنتی درایو سیال و تبدیل شدن به راه حل اصلی اجرای خطی می شود.