مدول خطی (ماژول خطی)

مدول خطی (ماژول خطی) CNCیکی از پرکاربردترین تجهیزات مکانیکی است که بسته به نیاز و کاربرد، در مقیاس های مختلف طراحی و ساخته می شود مدول خطی است. از این وسیله مکانیکی، برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می شود. در ادامه این مطلب، اطلاعات بیشتری در خصوص این تجهیز و نحوه انتخاب آن در اختیارتان قرار می دهیم.

ماژول خطی یک وسیله مکانیکی است که به منظور خطی کردن یک حرکت دورانی استفاده می شود. حرکت خطی می تواند هم در راستای محور افقی و هم در راستای محور عمودی و برخی موارد خاص، ترکیبی از محورها مانند XY یا XYZ طراحی شود.

این وسیله در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته و به نام های مختلف مانند اسلایدهای برقی، بازوهای ربات، ریل راهنمای خطی و … شناخته می شود. در ساخت این وسیله از تجهیزات مختلفی استفاده می شود که برخی از رایج ترین آنها عبارت هستند از:ریل و واگن، موتور الکتریکی، بلبرینگ، بال اسکرو و… . نکته حائز اهمیت این است که بسته به نیاز، می توان تجهیزات اضافه ای به ساختار این وسیله اضافه کرد و نحوه عملکرد آن را بهبود بخشید.

کاربرد مدول خطی (ماژول خطی) چیست؟

با توجه به اینکه در مدول خطی حرکت دورانی با دقت زیادی به حرکتی خطی در مسیرهای مختلف تبدیل می شود، از این وسیله می توان در صنایع مختلف استفاده کرد:

ماژول خطی CNC به طور گسترده ای در ماشین جوش، ماشین تغذیه خودکار، دستگاه متقابل، ماشین حکاکی، دستگاه سامپینگ، ماشین آلات خم، ماشین های پانچ، پرچ، سنگ زنی، لیزر برش ماشین آلات، و مانند آن استفاده می شود.

دسته بندی مدول های خطی بر اساس سیستم انتقال قدرت:

مدول خطی محرک تسمه

اجزای اصلی عبارتند از:

تسمه ها ، راهنماهای خطی ( ریل و واگن و بال بوشینگ )، پروفیل های آلیاژ آلومینیوم، کوپلینگ، موتور، لیمیت سوئیچ ها و غیره. انتقال توسط تسمه و راهنمای خطی انجام می شود.

مدول خطی محرک بال اسکرو

اجزای اصلی عبارتند از:

بال اسکرو، راهنمای خطی ، پروفیل آلیاژ آلومینیوم، ساپورت بال اسکرو ، کوپلینگ ، موتور ، سوئیچ فوتوالکتریک و غیره. حالت انتقال توسط یک بال اسکرو و راهنمای خطی انجام می شود.

انواع مدول خطی (ماژول خطی)

نحوه انتخاب موتور مدول خطی و اکچویتور؟
بطور کلی موتور باید برای بار، شتابی ایجاد کند که سیستم بتواند بدون ایجاد گرمای اضافی بر اصطکاک خود غلبه کند.در اینجا ما یک فرآیند گام به گام را برای انتخاب سایز موتور، متناسب با کارایی که در سیستم طراحی شده است خواهیم داشت.

مختصری از انتخاب یک موتور شامل موارد زیر است:

کاربری موتور
نوع موتور
توان موتور
محاسبه سرعت
اینرسی موتور
اینرسی بار در ورودی عملگر
محاسبه ی مقدار گشتاور موثر

ساده ترین راه برای طراحی یک مدول خطی، اضافه کردن اجزا به صورت یک به یک است. در این روش، محاسبه ی روابط ورودی تا خروجی به صورت گام به گام و با در نظر گرفتن توان تلف شده برای جابجایی یک جسم در مدت زمان مشخص انجام می پذیرد.

در یک سیستم حرکت خطی، یک موتور و مجموعه همراه آن، بار مورد نظر را در یک مسیر خطی و در یک بازه زمانی مشخص هدایت می نمایند. برای مثال در صندلی تخت های بیمارستانی متحرک از سیستم حرکت خطی با موتورهای DC استفاده می شود و در دستگاه های برش دقیق لیزری این امر توسط یک استپ موتور صورت می پذیرد و در دستگاه های CNC نیز این کار توسط یک سروو موتور انجام می شود.

گام دوم و سوم در انتخاب یک موتور برای سیستم حرکت خطی انتخاب نوع و توان موتور است.

روشی آسان برای طراحی یک مدول خطی این است که ابتدا ملزومات اساسی را لیست کنید، اجزای مورد نظر را یکی یکی اضافه کنید و هر تعامل نیرویی را در طول مسیر مشخص نمایید.

مزایا و معایب مدول خطی :

استپ موتور ها بدون نیاز به انکودر، کنترل موقعیتی مدار باز دارد.

در صورتی که گشتاور و بار بیش از حد به سیستم وارد شود موقعیت صحیحی را نمایش نمی دهد.

برای به حرکت در آوردن آن یک سیگنال پالس ساده و یک سیگنال برای تعیین جهت نیاز است.

در چگالی توان پایین، با افزایش سرعت، گشتاور به طور چشمگیر کاهش می ­یابد.

چگالی گشتاور بالا در سرعت پایین

سیستم جریان کشی مداوم حتی وقتی بدون حرکت است دارد.

هزینه­ ها پایین است.

مدول خطی در سرعت های پایین رزونانس دارد.

احتمال قفل بودن موتور بدون اینکه گرمای اضافی تولید کند، در یک موقعیت مشخص وجود دارد.

در سرعت خیلی پایین گیر کردن و درجا زدن بین استپ ها مشهود است. (با استفاده از درایو میکرواستپ بهبود پیدا می کند)

موتور دی سی جاروبک دار

نمودار گشتاور-سرعت خطی (برخلاف نمودار استپ موتور)

جریان کشی بالا در برابر اضافه بار (شبیه موتورهای بدون جاروبک) دارد.

هزینه پایین برد راه انداز (راه اندازی پل اچ با چهار تا ماسفت)

برای کاربرد های کنترل موقعیت نیاز به انکودر می­باشد (مثل موتور های بدون جاروبک)

تنوع توان، مدل و سایز بالا

سیستم محدودیت سرعت تبدیل مکانیکی دارد.

عملکرد بسیار نرم وبدون لرزش در سرعت های پایین

وجود جاروبک و در نتیجه نیاز به تعمیرات و نگه­داری دارد

چگالی توان بالا-گشتاور ثابت تر در سرعت های بالا (در مقایسه با استپ موتور)

مقاومت دمایی بالا (به دلیل وجود مس در مدار آرمیچر) در سیستم مشاهده می شود

سرووموتور بدون جاروبک

سرعت های بالا در دسترس هست(سریعتر در مقایسه با استپ موتور و موتور دی سی جاروبک دار)

هزینه زیاد نسب به این سه نوع موتور

نمودار گشتاور-سرعت خطی (برخلاف نمودار استپ موتور)

جریان کشی بالا در برابر اضافه بار(شبیه موتورهای بدون جاروبک)

تبدیل الکتریکی (نبود جاروبک مکانیکی)

برای کاربرد های کنترل موقعیت نیاز به انکودر می­باشد (مثل موتور های بدون جاروبک)

مقاومت دمایی پایین(وجود مس در مدار استاتور)

پیچیدگی وهزینه زیاد درایور راه انداز- نیاز به شش عدد پاور سویئچ دارد

چگالی توان بالا-گشتاور ثابت تر در سرعت های بالا(در مقایسه با استپ موتور)

تبدیلات الکتریکی برای تعیین موقعیت روتور به سنسور نیاز است