WA3000 Industrial Automation November 2014

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Der lineare Wellenmotor ist ein schnell reagierender
Motor. Dies macht eine Integration in
Parallelsysteme nicht nur möglich, sondern
auch einfach. Wie alle Parallelantriebssysteme
muss der lineare Wellenmotor physikalisch
an einen Mechanismus gekoppelt werden,
welcher der Achse nur einen Freiheitsgrad
einräumt. Da die dynamische, von zwei identischen
linearen Wellenmotoren erzeugte Bewegung
bei Ausgabe desselben Steuersignals
gleich ist, ist eine asynchrone Bewegung des
beschriebenen Parallelsystems unvermeidbar.
Dies führt dazu, dass die parallelen linearen
Wellenmotoren als Einzelgerät agieren.
Dies ermöglicht den Betrieb des Systems mit
einem einzigen Encoder und einem einzigen
Servoantrieb. Bei korrektem Einbau ist der lineare
Wellenmotor ein kontaktloses System.
Er selbst kann keine mechanische Bindung in
das System einführen.
Unkritischer LUFTSPALT
Der Vorteil von linearen Wellenmotoren gegenüber
anderen kontaktlosen Linearmotoren
ist, dass der Luftspalt bei linearen Wellenmotoren
mit einem Magnetkern nicht
kritisch ist. Die Spule umgibt den Magneten
vollständig, so dass die Kraft gleich dem
Nettoeffekt des Magnetfelds ist. Jede durch
Luftspaltdifferenzen infolge Ausrichtungsoder
Verarbeitungsunterschiede verursachte
Kraftschwankung wird beseitigt. Dies sorgt
für eine einfache Ausrichtung und Installation
der Motoren. Nur der Sinusfehler kann zu
Kraftdifferenzen in jedem kontaktlosen Linearmotor
führen.
Was ist ein Sinusfehler?
Sinusfehler sind die Kraftdifferenzen, die
durch eine Fehlausrichtung der Spulen oder
Magnetspuren entstehen. In Parallelantriebssystemen,
wenn die Magnetfelder aller Spulen
und die Magnetfelder in allen Magnetspuren
perfekt ausgerichtet sind, werden sie
zu einem einzigen Motor ohne Differenzen in
der Krafterzeugung. Jede Fehlausrichtung der
Spulen oder der Magnetspuren führt jedoch
dazu, dass der Winkel der Fehlausrichtung in
jedem Motor sich unterscheidet und daher
unterschiedliche Kräfte in jedem Motor erzeugt.
Diese Kraftdifferenz kann ihrerseits zur
Bindung im System führen.
In diesen Anwendungen ist eine wirklich genaue
Positionierung nur möglich, wenn die
Rückkoppelung direkt in den Massenschwerpunkt
des Arbeitspunktes erfolgt.
RüCKKOPPLUNG
im Massenschwerpunkt
Durch einen Encoder im Massenschwerpunkt
und durch einen parallelen linearen Wellenmotor
außerhalb des Massenschwerpunkts
erhält man die gewünschte Rückkopplung
und Krafterzeugung im Massenschwerpunkt.
Dies ist bei anderen Parallelantriebssystemen,
die zwei Encodersätze und Servoantriebe zur
Bereitstellung der Parallelantriebsfunktionalität
erfordern, nicht möglich.
Durch die Auslegung auf hoch- und ultrapräzise
Einachsroboter ist diese Fähigkeit für Portalsystembauer
ein großer Vorteil. Nun kann
dies mit zwei Wellenmotoren, einem Encoder
und einem Verstärker, solange die Steifigkeit
des Systems selbst ausreicht, erreicht werden.
Dies ist auch ein Vorteil bei Anwendungen, in
denen ein extrem hoher Kraftaufwand erforderlich
ist. Es können auch eine beliebige Zahl
von linearen Wellenmotoren verbunden und
so ihre Kraft zusammengeführt werden.