كيفية اختيار مشغل خطي عالي السرعة جيد

في السنوات الأخيرة، أثبت استخدام المشغلات الخطية في التطبيقات الصناعية وغير الصناعية أنه لا غنى عنه. قد يكون اختيار المشغل الخطي المناسب لتطبيقك محيّرًا نظرًا لتعدد الأنواع والمعايير التي يجب أخذها في الاعتبار (مثل طول الشوط، ونوع المحرك، والقوة، والسرعة). أصبحت المشغلات الخطية عالية السرعة شائعة للغاية، لكن ما الفرق بين اختيار مشغل خطي سريع ومشغل خطي قياسي؟ وما التطبيقات الأكثر ملاءمةً لمشغل عالي السرعة؟ تتطلب الإجابة التعمّق في بعض الفروق الدقيقة — وغير الدقيقة — في المكوّنات والخصائص. ولمساعدتك في البحث عن مشغلات عالية السرعة، نقدم لك خيارين من أفضل الخيارات ضمن كتالوج Progressive Automation.

خصائص المشغلات الخطية عالية السرعة

تشتهر المشغلات الخطية عالية السرعة بمتانتها/صلابتها وأنها تعمل بهدوء أكبر بسبب قلة الأجزاء المتحركة. كما يسهل دمجها في أنظمة التحكم القائمة وعادةً ما تعمل على جهود منخفضة (أي لا حاجة لجهد صناعي ثلاثي الطور). ومع ذلك، من المهم إبقاء دورة التشغيل للمشغل الخطي في الحسبان. تُحدِث محركات التيار المستمر ذات الفُرش احتكاكًا وقد يؤدي تشغيلها لفترات طويلة إلى ارتفاع حرارة المحرك.

تستخدم المشغلات الخطية القياسية محرك سيرفو. يتألف محرك السيرفو من محرك تيار مستمر متصل بآلية مُسننة وأحيانًا بمقياس جهد، ما يتيح التحكم عبر تغذية راجعة. يعني ذلك أنه بالاقتران مع وحدة تحكّم يمكن ضبط شوط المشغل الخطي ذهابًا وإيابًا بدقة. وعلى النقيض، صُمِّمت المشغلات الخطية عالية السرعة لتعمل الحركة الكاملة للأمام والخلف دون تحكّم في مواقع وسيطة.

كيف تُصنَّف كمشغلات خطية عالية السرعة؟

لأن السرعة مفهوم نسبي، كيف يمكن تحديد ما إذا كان ينبغي تصنيف مشغل خطي على أنه "عالي السرعة"؟ لا تتوفر حاليًا معايير صناعية للمشغلات الخطية عالية السرعة أو فائقة السرعة تُحدّد المواصفات الدنيا، وبالتالي يعود القرار للمصنّع في كيفية تصنيف المشغل. وتعتمد هذه التصنيفات في الغالب على ما يلي:

• سرعة حركة الشوط ذهابًا وإيابًا.
• قوة الحمولة/اللاحمولة.
• آلية الدفع.
• نوع المشغل.
• التروس.

من المهم فهم هذه المعايير لاتخاذ قرار شراء واعٍ لمشغل خطي عالي السرعة وعالي الحمولة. باستخدام ميزة المقارنة على موقع Progressive Automations، يمكنك مقارنة ما يصل إلى أربعة مشغلات في آن واحد مع مراعاة المعايير أعلاه عند اتخاذ قرارك.

كيف أستطيع تغيير السرعة في مشغلي الخطي؟

كما ورد أعلاه، تعتمد السرعة على آلية الدفع. تستخدم العديد من المشغلات الخطية عالية السرعة محرك تيار مستمر بفرش متصل مباشرةً، على خط واحد، مع برغي قيادة موصول بعمود/مكبس. عند تطبيق طاقة على المحرك، يدير البرغي القائد ويجبر العمود على التحرك للخارج (أي تحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة دورانية ثم إلى حركة خطية)، وعند عكس قطبية الطاقة يعود العمود إلى الداخل.

المفاتيح الحدّية تقع عند نهايتي حركة العمود، فتفصل الطاقة عن المحرك عندما يتم تمديد/سحب العمود بالكامل. يمكن تغيير سرعة الحركة الخطية عبر ضبط واحد أو مزيج من المعايير التالية:

تغيير قلاوظة البرغي القائد

ببساطة، ستزيد القلاوظة الأكبر سرعة الحركة الخطية والعكس صحيح.

تغيير الجهد المطبّق

إذا كان عمود المحرك يدور بكامل السرعة عند جهدُه المقيم، فيمكن تقليل سرعة الدوران ببساطة عبر تطبيق جهد أقل. غالبًا ما يمكن استخدام مشغل خطي بجهد 12 فولت عالي السرعة مع عناصر تحكّم بمقياس الجهد (أي متحكّم محرك). تستخدم المتحكّمات الأساسية دائرة جسر-H لعكس قطبية المحرك ومقياس جهد لتغيير الجهد المطبّق على المحرك.

تسنيَن المحرك

تستخدم بعض المشغلات الخطية عالية السرعة، مثل طراز PA-04 من Progressive Automation (سيُناقش لاحقًا)، نهجًا معتمِدًا على التروس لإبطاء أو تسريع خرج دوران المحرك. كما تزيد التروس قوة العمود/المكبس المتحرّك باستخدام نفس قوة المحرك.

تطبيقات المشغلات الخطية عالية السرعة

عند اتخاذ قرار بشأن مشغل خطي عالي السرعة، من الضروري معرفة التطبيق الذي ستستخدم المشغل لأجله. تعني سرعات التشغيل الأعلى قوة خرج أقل، والعكس صحيح. ومع ذلك، قد يوفر تسنين المشغل الخطي نفسه مقدار القوة المناسب تمامًا لملاءمة احتياجاتك.

إن تطبيقات المشغلات الخطية عالية السرعة لا حصر لها. فهي توفر حركة ممتازة للتطبيقات التي تتطلب حركة خطية سلسة. علاوة على ذلك، فهي عمومًا أخف وزنًا من المشغلات الخطية القياسية لأنها لا تحتوي على علبة تروس كبيرة. ويسمح التصميم الأخف والأكثر سهولة في الاستخدام بتوظيفها في تطبيقات تتطلب توفير المساحة أو تقليل بصمة الجهاز ضمن النظام. تُعرَّف دورة التشغيل بأنها نسبة وقت التشغيل إلى وقت التوقف. وسيمنع الالتزام بالبقاء دون هذه النسبة ارتفاع حرارة المحرك. لذلك، صُمِّمت المشغلات الخطية عالية السرعة لتطبيقات يمكن تشغيلها ضمن دورة التشغيل المحددة (عادةً 20%). وتشمل التطبيقات الملائمة لهذه الدورة:

• أتمتة الفرز المتقطعة.
• أتمتة المنزل/الأثاث (مع الحاجة إلى تغذية راجعة للمشغل الخطي لضمان دقة التمركز).
• نهايات أذرع الروبوت.
• استخدامات غير صناعية مثل محاكاة الطيران/القيادة التي تتطلب تشغيلًا عالي السرعة لتجارب واقعية.

التطبيقات المذكورة أعلاه ليست سوى أمثلة على أماكن استخدام المشغلات الخطية عالية السرعة.

المشغلات الخطية عالية السرعة من Progressive Automation

تقدّم Progressive Automation مشغليْن خطيّين عاليي السرعة (الطرازان PA-15 وPA-04)، وهما قابلان للتخصيص بدرجة كبيرة ليتناسبا مع تطبيقك.

PA-15

يحتوي المشغل الخطي عالي السرعة PA-15 على محرك تيار مستمر بجهد 12 فولت (2 أمبير دون حمولة و9 أمبير عند الحمولة الكاملة) مباشر الدفع وبفرش، موضوع على خط واحد مع برغي قائد، ما يوفّر نموذجًا متينًا موفّرًا للمساحة. تتوفر أطوال شوط من 1 بوصة إلى 24 بوصة. إضافةً إلى ذلك، تتوفر 3 خيارات بحسب القوة المطلوبة (أي 11lbs أو 22lbs أو 33lbs). تبلغ سرعة دون الحمولة لهذا المشغل الخطي 9.05 بوصة/ثانية لخيار 11lbs و5.50 بوصة/ثانية لخيار 22lbs و3.20 بوصة/ثانية لخيار 33lbs.

ومع ذلك، عند اختيار مشغل خطي عالي السرعة، ينبغي مراعاة سرعة الحمولة الكاملة. عند حمولة كاملة قدرها 11lbs تكون السرعة 4.70 بوصة/ثانية، وعند 22lbs تكون السرعة 4.00 بوصة/ثانية، وعند 33lbs تكون السرعة 2.00 بوصة/ثانية. للأسف، لا يتضمن هذا الطراز أي دائرة تغذية راجعة، ولكن توجد مفاتيح حدّية عند نهايتي الحركة. تبلغ دورة التشغيل 20%، والمنتج محمي بتصنيف IP54، ما يعني أنه محمي من الغبار والترسبات الضارة ومن تسرب الماء المحدود. كما يأتي المنتج بضمان قياسي لمدة 18 شهرًا.

PA-04

المشغل الخطي PA-04 ليس عالي السرعة تقنيًا، لكن القوة التي يمكنه تحقيقها تُعدّ سريعة مقارنةً بطرازات أخرى. يستخدم طراز PA-04 محرك تيار مستمر بجهد 12 فولت (4 أمبير دون حمولة و12 أمبير عند الحمولة الكاملة) بفرش، موضوعًا بشكل متعامد مع البرغي القائد. المحرك مُسنّن لزيادة القوة حتى 100lbs بسرعة خطية 2.16 بوصة/ثانية، و400lbs بسرعة خطية 0.78 بوصة/ثانية. تتوفر أطوال شوط من 2 إلى 40 بوصة.

يوفّر هذا الطراز قدرات تغذية راجعة اختيارية، ويتيح خيار استخدام حساسات تأثير هول بدلًا من المفاتيح الحدّية الميكانيكية عند نهايتي حركة المشغل. تبلغ دورة التشغيل أيضًا 20%، والمنتج محمي بتصنيف IP66، ما يعني أنه محمي تمامًا من الغبار وتسرّب الماء، وهو أفضل مشغل خطي خفيف المهام وعالي السرعة ومقاوم للماء لدى Progressive Automations.

الخلاصة

يمكن استخدام المشغلات الخطية عالية السرعة في مجموعة متنوعة من التطبيقات، سواء الصناعية (مشغل خطي عالي السرعة وثقيل المهام) أو غير الصناعية (مشغل مصغّر عالي السرعة)، بفضل تصميمها المتين وقدراتها السريعة على التشغيل. ومع ذلك، عند اختيار مشغل خطي عالي السرعة، يجب مراعاة المعايير التي نوقشت لموازنة سرعة التشغيل مع قوة الحمولة الكاملة، لضمان قدرة المشغل الخطي على إنجاز المهمة. وأخيرًا، اشترِ المشغلات الخطية عالية السرعة فقط من علامات تجارية تقدّم ضمانًا إضافيًا — وهو مؤشر جيد على ثقة المصنّعين في منتجاتهم.