Komplette lineare Motorstufen - einschließlich Grundplatte, linearer Motor, linearen Führer, Encoder und Steuerelementen.

Direkte lineare Servomotoren von Direct Drive haben in den letzten Jahren einen messbaren Anstieg der Adoption zu verzeichnen, was zum Teil dank der Anforderungen der Endbenutzer nach höherem Durchsatz und besserer Präzision dank. Und obwohl lineare Motoren am häufigsten für ihre Fähigkeit erkannt werden, eine Kombination aus hohen Geschwindigkeiten, langen Schlägen und exzellenten Positionierungsgenauigkeit bereitzustellen, die mit anderen Antriebsmechanismen nicht möglich sind, können sie auch extrem langsam, glatt und präzise Bewegung erreichen. Tatsächlich bietet die lineare Motorechnologie eine so breite Palette an Fähigkeiten - Schubkraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit -, dass es nur wenige Anwendungen gibt, für die lineare Motoren keine geeignete Lösung sind.

Lineare motorische Variationen umfassen lineare Servomotoren, lineare Steppermotoren, lineare Induktionsmotoren und lineare Schubrohrmotoren. Wenn ein linearer Servomotor die beste Option für eine Anwendung ist, sollten Sie hier drei Dinge berücksichtigen, die während der anfänglichen Motorauswahl berücksichtigt werden müssen.

Die „primäre“ Überlegung: Eisenkern oder Eisenlos?
Lineare Direktantriebs -Servomotoren gibt es in zwei Haupttypen, Eisenkern oder Eisenlosen und bezieht sich darauf, ob die Wicklungen im primären Teil (analog zum Stator in einem Rotationsmotor) in einem Eisenlaminierungsstapel oder in Epoxidmotor montiert sind. Die Entscheidung, ob die Anwendung einen Eisenkern oder einen eisernen linearen Motor erfordert, ist in der Regel der erste Schritt in Konstruktion und Auswahl.

Die linearen Eiskernmotoren eignen sich am besten für Anwendungen, die extrem hohe Schubkräfte erfordern. Dies liegt daran, dass die Lamination des primären Teils Zähne (Voraussetzungen) enthält, die den elektromagnetischen Fluss in Richtung der Magnete des sekundären Teils fokussieren (analog zum Rotor in einem Drehmotor). Diese magnetische Anziehungskraft zwischen dem Eisen im primären Teil und den permanenten Magneten im sekundären Teil ermöglicht es dem Motor, hohe Kräfte zu liefern.

Lineare Motoren ohne eisenlose Motoren haben im Allgemeinen eine geringere Kraftfunktionen, sodass sie nicht für die extrem hohen Schubanforderungen geeignet sind, die bei Anwendungen wie Pressen, Bearbeiten oder Formteilen enthalten sind. Aber sie zeichnen sich bei Hochgeschwindigkeitsbaugruppen und Transport aus.

Der Nachteil des Eisenkerndesigns ist das Abkoggen, was die Glätte der Bewegung beeinträchtigt. Koggen treten auf, weil das geschlitzte Design des Hauptteils dazu führt, dass es „bevorzugte“ Positionen aufweist, wenn es entlang der Magnete des sekundären Teils bewegt wird. Um die Tendenz des Primärs zu überwinden, sich mit den Magneten der Sekundärmagnete auszurichten, muss der Motor mehr Kraft erzeugen, was zu einer Geschwindigkeitswelligkeit führt - als Kogging bezeichnet. Diese Variation von Kraft- und Geschwindigkeitswelligkeit verschlechtert die Glätte der Bewegung, die ein wesentliches Problem in Anwendungen sein kann, bei denen die Bewegungsqualität während der Reise (nicht nur die endgültige Positionierungsgenauigkeit) wichtig ist.

Es gibt zahlreiche Methoden, mit denen Hersteller die Verkogge reduzieren. Ein häufiger Ansatz besteht darin, die Position der Magnete (oder der Zähne) zu verzerren, wodurch glattere Übergänge erzeugt werden, wenn sich die primären Zähne über die sekundären Magneten wandern. Ein ähnlicher Effekt kann erreicht werden, indem die Form der Magnete in ein längliches Oktagon geändert wird.

Eine andere Methode zur Reduzierung von Zusammenkünften wird als fraktionelle Wicklung bezeichnet. In diesem Design enthält die Primärzähne mehr Laminierungszähne als Magnete im Sekundär, und der Laminierungsstapel hat eine besondere Form. Zusammen wirken diese beiden Modifikationen, um die Koggingkräfte abzusagen. Und natürlich bietet Software immer eine Lösung. Mit Anti-Cogging-Algorithmen können Servo-Laufwerke und -Controller den Strom an die Primäranpassung einstellen, sodass Variationen von Kraft- und Geschwindigkeit minimiert werden.

Bügelfreie lineare Motoren erleben kein Zusammenkann, da ihre primären Spulen in Epoxidhöhe eingekapselt sind, anstatt um eine Stahllaminierung zu wunden. Und Eisenlose lineare Servomotoren haben eine niedrigere Massierung (Epoxid ist leichter, wenn auch weniger steif als Stahl) und ermöglicht es ihnen, einige der höchsten Beschleunigungs-, Verzögerungs- und maximalen Geschwindigkeitswerte in elektromechanischen Systemen zu erreichen. Die Absetzzeiten sind in der Regel besser (niedriger) für eiserlose Motoren als für Eisenkernversionen. Das Fehlen von Stahl im primären und damit verbundenen Mangel an Verkoggen oder Geschwindigkeitswelligkeit bedeutet auch, dass eisernlose lineare Motoren eine sehr langsame, stetige Bewegung liefern, typischerweise mit einer Geschwindigkeitsschwankung von weniger als 0,01 Prozent.

Welche Integrationsstufe?
Lineare Servomotoren sind wie Rotationsmotoren nur eine Komponente in einem Bewegungssystem. Ein vollständiges lineares Motorsystem erfordert außerdem Lager, um die Last, Kabelmanagement, Feedback (normalerweise ein linearer Encoder) sowie einen Servo -Laufwerk und einen Controller zu unterstützen und zu steuern. Hoch erfahrene OEMs und Maschinenbauunternehmen oder diejenigen, die über sehr einzigartige Design- oder Leistungsanforderungen verfügen, können ein komplettes System mit internen Funktionen und off-the-Shelf-Komponenten verschiedener Hersteller erstellen.

Das lineare Motorsystemdesign ist wohl einfacher als das Design von Systemen basierend auf Riemen, Rack und Ritzel oder Schrauben. Es gibt weniger Komponenten und weniger arbeitsintensive Baugruppenschritte (keine Ausrichtung von Kugelschraubenstützen oder Spannung von Gürteln). Und lineare Motoren sind nicht kontaktiert, sodass Designer sich keine Sorgen machen müssen, Vorräte für Schmierung, Anpassungen oder andere Wartung der Antriebseinheit vorzunehmen. Für diejenigen OEMs und Maschinenhersteller, die nach einer schlüsselfertigen Lösung suchen, gibt es unzählige Optionen für vollständige lineare motorische Aktuatoren, hochpräzise Stadien sowie sogar kartesische und ganry-Systeme.

Ist die Umgebung für einen linearen Motor geeignet?
Lineare Motoren sind häufig die bevorzugte Lösung in schwierigen Umgebungen wie Reinräumen und Vakuumumgebungen, da sie weniger bewegliche Teile haben und mit nahezu jeder Art von linearem Leitfaden oder Kabelmanagement gepaart werden können, um die Partikelerzeugung, die Ausgasung und die Temperaturanforderungen der Anwendung zu erfüllen. In extremen Fällen kann die Sekundärstrecke (Magnetstrecke) als beweglicher Teil verwendet werden, wobei der Hauptteil (Wicklungen einschließlich Kabel und Kabelmanagement) stationär bleibt.

Wenn die Umgebung jedoch aus Metallchips, metallischem Staub oder Metallpartikeln besteht, ist ein linearer Servomotor möglicherweise nicht die beste Option. Dies gilt insbesondere für lineare Eiscore -Motoren, da ihr Design von Natur aus geöffnet ist und die Magnetstrecke der Kontamination ausgesetzt ist. Das halbvergängliche Design von Eisenlosen linearen Motoren bietet einen besseren Schutz. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass der Schlitz im sekundären Teil nicht direkt den Quellen der Kontamination ausgesetzt ist. Es gibt Konstruktionsmöglichkeiten, um sowohl Eisenkern als auch Eisen ohne lineare Motoren einzuschließen. Diese können jedoch die Fähigkeit eines Motors reduzieren, Wärme abzuleiten und möglicherweise ein Problem gegen ein anderes zu tauschen.