Ein linearer Motor kann als rotierender Servomotor angesehen werden, der abgerollt und flach gelegt wird, um eine grundlegende lineare Bewegung zu erzeugen. Ein traditioneller linearer Aktuator ist ein mechanisches Element, das die Drehbewegung eines Rotationsservotors in eine geradlinige Reise umwandelt. Beide bieten beide lineare Bewegungen, jedoch mit sehr unterschiedlichen Leistungsmerkmalen und Kompromisse. Es gibt keine überlegene oder minderwertige Technologie - die Wahl, deren Wahl verwendet werden muss, hängt von der Anwendung ab. Schauen wir uns genauer an.
Die Faustregel für lineare Motoren ist, dass sie in Anwendungen leuchten, die eine hohe Beschleunigung, hohe Geschwindigkeiten oder hohe Präzision erfordern. In der Halbleitermetrologie beispielsweise, bei der Auflösung und Durchsatz kritisch sind und sogar eine Stunde Ausfallzeit Zehntausende von Dollar kosten, bieten lineare Motoren die ideale Lösung. Aber was ist mit einer weniger anspruchsvollen Situation?
Ein frühes Problem mit linearen Motoren war die Kostenkonkurrenz. Lineare Motoren erfordern seltene Erdmagnete, die einen der begrenzenden Faktoren für die Schlaganfalllänge darstellen. Sicher, theoretisch können Magnete praktisch endlos aufgerichtet werden, aber in Wirklichkeit, abgesehen von der Herausforderung, über eine lange Hublänge ausreichend ausreichend zu gewährleisten, steigen die Kosten, insbesondere für U-Channel-Designs.
Eisen-Core-Motoren können die gleiche Kraft unter Verwendung kleinerer Magnete erzeugen wie das äquivalente, eisenlose Design. Wenn Muskeln also die Hauptanforderung sind und die Leistungsspezifikationen genug sind, um eine Störung der Koggingkraft zu tolerieren, die zu dynamischen Position oder Geschwindigkeitsfehlern führt, kann Eisenkern der beste Ansatz sein. Wenn die Leistungsanforderungen noch lockerer sind, bietet die lineare Aktuatorkombination möglicherweise in der Reihenfolge von Mikrometern und nicht in Nanometern den am besten geeigneten Kompromiss.
Reisedauer
Obwohl viele Ausnahmen bestehen, reicht die optimale Schlaganfalllänge für lineare Motoren von einigen Millimetern bis zu mehreren Metern. Eine Alternative wie eine Biegung kann tiefer sein. Oben sind Beltfahrten und dann Rack-and-Pinion-Designs wahrscheinlich bessere Wetten.
Die Schlaganfalllänge der linearen Motoren wird nicht nur durch Kosten und zunehmende Stabilität, sondern auch durch das Thema Kabelmanagement eingeschränkt. Um Bewegung zu erzeugen, muss der Forcer mit Energie versorgt werden, was bedeutet, dass die Stromkabel mit ihm die volle Hublänge reisen müssen. High-Flex-Kabel und die dazugehörigen Rassen sind teuer, und die Tatsache, dass die Verkabelung der größte Punkt des Versagens in Bewegungsteuerung ist, kompliziert das Problem insgesamt weiter.
Natürlich kann die Natur der linearen Motoren eine clevere Lösung für dieses Problem ergeben. Wo wir diese Bedenken haben, werden wir den Forcer an der stationären Basis montieren und die Magnetstrecke bewegen. Auf diese Weise kommen alle Kabel zum stationären Found. Sie erhalten etwas weniger Beschleunigung aus einem bestimmten Motor, da Sie keine Spule beschleunigen, sondern eine Magnetspur beschleunigen, die schwerer ist. Wenn Sie dies für High Gs tun würden, wäre das nicht gut. Wenn Sie wirklich keine Hochg-Anwendung haben, könnte dies ein sehr gutes Design sein.
Profeta zitiert Aerotech lineare Servomotoren mit Spitzenkräften von 28 bis 900 Pfund, aber auch hier eignet sich das grundlegende Design von linearen Motoren für einzigartige Lösungen, die weit mehr bieten. Wir haben Kunden, die unsere größten linearen Motoren nehmen, sechs davon zusammenstellen und fast 6000 Pfund Gewalt erzeugen. Sie können mehrere Forcer in mehreren Spuren einfügen, sie mechanisch zusammen reparieren und dann alle zusammenbringen, damit sie als ein Motor fungieren. Oder Sie können mehrere Forcer in die gleiche Magnetstrecke aufnehmen und an den Wagen montieren, der die Ladung hält und sie als einen Motor behandelt.
Da wir in der realen Welt leben und es unmöglich ist, die Kommutierung genau abzustimmen, gibt es eine Effizienzstrafe von einigen Prozent, um diesen Ansatz zu bezahlen, aber es kann immer noch die beste Allround-Lösung für einen bestimmten Antrag ermöglichen.
Kopf an Kopf
Wie stapeln sich lineare Motoren aus dem Gesichtspunkt der Kraftmotor-/linearer Aktuatorkombinationen aus? Es gibt einen signifikanten Kompromiss für Kraft, wir vergleicht einen 4-Zoll-breiten, linearen, schlitzfreien linearen Motor mit einem 4-Zoll-Breiten-Schraubenprodukt. Unser achtrockner linearer Motor hat eine Spitzenkraft von 40 lbs (180 n) und eine kontinuierliche Kraft von 11 lbs (50 n). In demselben Profil mit einem NEMA 23-Servomotor und unserem Schraubprodukt beträgt die maximale axiale Belastung 200 Pfund.
Die tatsächlichen Ergebnisse variieren je nach Schraubenhau, Schraubdurchmesser, Motorspulen und Motordesign. Der 13-Zoll-breite Eiscore-lineare Eisenmotor des Unternehmens kann im Vergleich zu den 440 lbs, die durch ein 6-Zoll-Schraubprodukt bereitgestellt werden, beispielsweise 1600 lbs Spitzen-Axialkraft erzeugen, beispielsweise, aber die Menge an Platzaufnahme ist beträchtlich.
Um einen politischen Slogan zu paraphrasieren, ist es die Anwendung, dumm. Wenn die Kraftdichte das Hauptanliegen ist, ist ein Aktuator wahrscheinlich die beste Wahl. Wenn die Anwendung Reaktionsfähigkeit erfordert, beispielsweise in einer hochpräzisen, hochbezogenen Anwendung wie der LCD-Inspektion, lohnt sich der Kompromiss von Fußabdruck für Gewalt, um die erforderliche Leistung zu erhalten.
Es sauber halten
Kontamination ist ein wichtiges Problem für die Bewegungskontrolle in Produktionsumgebungen, und lineare Motoren sind keine Ausnahme. Ein großes Problem beim Standard -linearen Motordesign ist die Exposition gegenüber Kontamination wie fester Partikel oder Feuchtigkeit. Dies gilt für "Flachbett" -Desende und weniger ein Problem für [U-Kanal] -Ergleis.
Es ist sehr schwer, die Lösung vollständig zu versiegeln. Sie möchten nicht in einer Umgebung mit hoher Moistür sein. Wenn Sie einen linearen Motor in eine Wasserstreit-Schnittanwendung legen möchten, müssen Sie den positiven Druck darauf ausüben und sicherstellen, dass er gut geschützt ist, da die Elektronik des linearen Motors mit der Betätigung genau dort ist.
Im Fall von U-Kanal-Designs kann das Invertieren des U die Wahrscheinlichkeit von Partikeln minimieren, die in den Kanal gelangen. Dies entsteht jedoch thermische Managementprobleme, die die Leistung beeinträchtigen können, wenn die Masse der Magnetschiene bewegt wird, im Versatz der Masse des Forcers. Auch hier ist es ein Kompromiss und die Bewerbung treibt die Nutzung vor.
Es ist nicht nur die Umgebung, die den linearen Motor beeinflussen kann - der lineare Motor kann Probleme mit der Umgebung verursachen. Im Gegensatz zu Rotary-Designs können die großen Magnete in linearen Einheiten mit magnetisch sensitiver Umgebung Chaos anrichten, z. Es kann sogar ein Problem in einer prosaischeren Anwendung wie Metallschnitt sein. Sie erhalten diese Magnete mit hoher Kraft, die versuchen, jeden dieser Metallchips auf die Magnetstrecke zu ziehen, sodass lineare Motoren in diesen Arten von Anwendungen ohne ordnungsgemäße Schutz nicht gut abschneiden.
Über diese Anwendungen…
Wo ist der Sweet Spot für lineare Motoren? Metrologie zu Beginn in Bereichen wie Semiconductor, LED und LCD Manufacturing. Der digitale Druck großer Zeichen ist ebenso ein wachsender Markt, ebenso wie der biomedizinische Sektor, und sogar die Herstellung von kleinen Teilen arrangieren unsere Kunden Paare von linearen Motoren in Wege -Konfigurationen für Montageaufgaben. Sie möchten so viel Produktdurchsatz wie möglich erhalten, sodass die hohe Beschleunigung und Geschwindigkeit, die Sie von diesen Motoren erhalten können, vorteilhaft ist. Eine Sache, die wir in letzter Zeit gemacht haben, ist die Herstellung von Brennstoffzellen. Schablonenschneiden ist ein weiterer.
Das beantwortet die Frage, wo, aber was ist mit der Frage, wie viel? Die lineare Motorechnologie befindet sich seit Jahrzehnten. Wo ist sie also in Bezug auf die Marktakzeptanz? Wir stoßen aufgrund der Kosten nicht viel auf sie zu, aber in bestimmten Anwendungen machen sie viel Sinn.
Wir führen es dem Lebenszyklus des Verbrauchers zu. Sie haben die Innovatoren, frühen Anwender, die frühe Mehrheit, die späte Mehrheit und die Nachzügler. Wir sind jetzt auf der Bühne, da es immer häufiger ist, einen linearen Motor zu verwenden. Wir verschieben uns in diese frühe Mehrheit.
Der Preis für lineare Motoren senkt sich, wenn wir den Herstellungsprozess optimieren und die Volumina steigen. Wir sehen sie also in immer mehr Anwendungen. [Aerotech] stellt auch Stufen mit Kugelschrauben her. Ich würde zu diesem Zeitpunkt sagen, dass wir so viele linearmotorische Stufen, wenn nicht sogar mehr, als Ball-Screw-Stufen verkaufen. Wir bringen sie immer mehr Anwendungen. Vor zehn Jahren waren die meisten Anwendungen in sauberen Umgebungen Laborstil. Wir setzen sie jetzt in viel mehr industrielle Arten von Operationen ein. Eines der Segmente, auf die ich mich kümmere, ist die Automobile und wir haben lineare Motoren in viel mehr automatische Anwendungen eingesetzt.
Abhängig von Ihrem Setup können Sie fast eine lineare Motorlösung für weniger als ein Riemenantrieb kosten. Sie haben den Vorteil eines linearen Motors mit der Direktantrieb, der schnellen Reaktionszeit und ohne Federrate wie der Gürtel für einen sehr ähnlichen Preis. Der Nachteil ist, dass Sie diesen mechanischen Vorteil des Gürtels und der Riemenscheibe/Getriebe nicht haben, um Ihnen diese zusätzliche Kraft zu bieten.
Höflichkeit und Nachteile - das fasst alles wirklich zusammen. Berücksichtigen Sie Ihre Bewerbung sorgfältig, verstehen Sie Ihre Anforderungen und bestimmen Sie, wo Ihre Flexibilität liegt. Sobald Sie wissen, wie Sie über Ihre Kompromisse nachdenken, sind Sie in der Lage, eine fundierte Entscheidung darüber zu treffen, ob ein linearer Motor oder eine Art linearer Aktuator Ihre Bedürfnisse am besten erfüllen.
Postzeit: Jun-12-2023