Lineare Motoren haben das, was in Bewegungssteuerung möglich ist, mit einer schnelleren, präziseren und zuverlässigeren Leistung im Vergleich zu herkömmlichen, motorgesteuerten rotierenden linearen Aktuatoren neu definiert. Die einzigartige Eigenschaft eines linearen Motors ist, dass die Last ohne mechanische Stromübertragungskomponenten bewegt wird. Stattdessen ist die durch das Magnetfeld der Motorspule erzeugte lineare Kraft direkt an die Last gekoppelt. Dies beseitigt mechanische Geräte, die die Drehbewegung in linear umwandeln und so die Lebensdauer, Präzision, Geschwindigkeit und Gesamtleistung des Systems verbessern.

Mit zunehmender Produktivität, höherer Produktqualität, schneller Entwicklungszeit und niedrigeren technischen Kosten wird die Einführung der linearen Motorechnologie zunehmend beliebt, indem die modularen linearen motorischen Konstruktionen eingesetzt werden. Sie finden sich in Metrologie-, Präzisions-Schneidsystemen, Halbleiter- und Elektronikherstellungsgeräten, Waferhandhabung, Lithographie, Visionsinspektionssystemen, medizinischen Geräten und Geräten, Testsystemen, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanlagen, Montage-Automatisierung, Druck- und Verpackungsanwendungen sowie viele andere Anwendungen, die einen hohen Durchsatz sowie Hochakonakkura-Linearbewegungen erfordern.

Die Komponenten eines linearen motorischen Designs müssen bearbeitet und mit hohen Präzision und wiederholbaren Prozessen zusammengestellt werden. Die ordnungsgemäße Ausrichtung dieser Teile ist kritisch und erfordert erhebliche Details und Montagekompetenz.

Heute hat die neue Generation modularer linearer Motoren das Spiel verändert. Turnkey -modulare lineare Motoren können leicht auf ein System verschraubt werden und sind sofort bereit, um die technische Zeit erheblich zu verkürzen. Ingenieure können nun die leistungsstarken Vorteile der modularen linearen Motor -Technologie in ihren Maschinenkonstruktionen in nur Tagen, im Gegensatz zu Monaten oder sogar Jahren, einbringen.

Neun Hauptkomponenten umfassen lineare motorische Systeme:

1. Eine Grundplatte
2. Eine Motorspule
3. Eine permanente Magnetspur (normalerweise Neodym -Magnete)
4. Ein Wagen, der die Motorspule mit der Last verbindet
5. Lineare Lagerschienen, an der der Wagen geführt wird und mit der Basis verbunden ist
6. Ein linearer Encoder für Position Feedback
7. Ende stoppt
8. Eine Kabelspur
9. Optionale Balg zum Schutz der Magnetstrecke, der Encoder und der linearen Schienen vor Umweltverschmutzung.

Kontrollschleife

Die Komponenten eines linearen motorischen Designs müssen bearbeitet und mit hohen Präzision und wiederholbaren Prozessen zusammengestellt werden. Die ordnungsgemäße Ausrichtung dieser Teile ist kritisch und erfordert erhebliche Details und Montagekompetenz. Zum Beispiel muss die Magnetspur und die sich bewegende Motorspule flach, parallel und mit einem bestimmten Luftspalt zwischen ihnen montiert sein. Die sich bewegende Spule fährt auf einem Wagen, der mit parallelen präzisen linearen Lagerschienen über der Magnetspur angeschlossen ist. Der Positionscodierer mit einer linearen Skala und einem Lesekopf ist ein weiterer kritischer Bestandteil eines linearen Motors, der ordnungsgemäße Ausrichtungsverfahren und ein robustes Montagedesign erfordert, um Beschleunigungen bis zu 5 Gs zu standzuhalten. Bei modularen linearen Motoren werden diese Details bereits berücksichtigt und vorgefertigt.

Modulare lineare motorische Systeme wie die gezeigten werden verwendet, wenn präzise, ​​Hochgeschwindigkeit und wiederholbare lineare Bewegung erforderlich sind. Das System ist eine Alternative zu Kugelschrauben, Riemen sowie Stellantrieb.

Anspruchsvolle Bewegungscontroller und Servo -Laufwerke werden verwendet, um die Bewegung des linearen Motors zu steuern. Lineare Motoren haben einen bestimmten Vorteil hinsichtlich Steifheit und Frequenzgang. In bestimmten Frequenzbereichen zeigen sie eine Steifheit, die traditionelle Kugelschrauben mit einem bemerkenswerten Faktor von 10 oder mehr übertrifft. Mit diesem Attribut können lineare Motoren auch bei externen Störungen mit beeindruckender Präzision mit hoher Position und Geschwindigkeits-Schleifen-Bandbreiten umgehen. Im Gegensatz zu Kugelschrauben, die häufig auf Resonanzfrequenzen zwischen 10 und 100 Hz stoßen, arbeiten lineare Motoren bei höheren Frequenzen und platzieren ihre Resonanzen weit über die Positionsschleifenbandbreite hinaus.

Es gibt jedoch einen Kompromiss mit der Entfernung der mechanischen Übertragung. Mechanische Komponenten wie Kugelschrauben helfen dabei, Störungen durch maschinelle Kräfte, natürliche Resonanzfrequenzen oder Kreuzachse zu verringern. Ihre Elimination lässt lineare Motoren direkt solcher Störungen ausgesetzt. Infolgedessen wird das Ausgleich dieser Störungen zur Verantwortung des Bewegungssteuerers und der Antriebselektronik, die sie direkt angehen muss-direkt auf der Servoachse. Hier kommen die anspruchsvollen Bewegungsalgorithmen von heute mit geschlossenem Loop ins Spiel, um Resonanzen zu beseitigen und eine bemerkenswerte Position des Positionsschleifens zu bieten.

Im Bereich der linearen Aktuatoren bieten lineare Motoren außergewöhnliche technische Fähigkeiten. Die Fähigkeit der Motoren, überlegene Steifheit zu zeigen und bei höheren Frequenzen zu arbeiten, unterscheidet sie von traditionellen Alternativen. Durch die trotzenden Resonanzfrequenzen und die Aufrechterhaltung einer hohen Präzision auch bei externen Störungen bieten lineare Motoren eine überzeugende Lösung.

Das Fehlen einer mechanischen Übertragung erfordert jedoch robuste Kompensationsstrategien, um Störungen entgegenzuwirken und die fortgesetzte Leistung und Zuverlässigkeit des Systems sicherzustellen. Motion Controller -Abtastfrequenzen für Geschwindigkeits- und Positionsschleifen beginnen typischerweise bei 5 kHz. Eine lineare motorische Achse kann fünf- bis zehnfache einer konventionellen rotierenden motorgetriebenen Achse aufweisen, wobei 1 oder 2 kHz-Frequenzen akzeptabel sind. Einige aktuelle Bewegungscontroller können Raten von 20 kHz oder mehr abtagen, was eine ultrahochübergreifende Rückkopplungsregelung und eine ultra-spezifische Pfadregelung ermöglicht.

Da die meisten Hersteller modularer linearer Motoren auch Bewegungs- und Servo -Experten sind, waren auch viele Herausforderungen der Kontrollschleife und mechanische Resonanzprobleme gut durchdacht, und Lösungen und Werkzeuge werden bereitgestellt, um diese Herausforderungen zu mildern.

Lineare Motoranwendung

Ich habe vor Jahren wertvolle Erfahrungen mit linearen Motoren gesammelt. Ein Team von Ingenieuren, die sich mit einem revolutionären Projekt befassten: um die weltweit erste lineare motorische Laserschneidemaschine zu schaffen. Die Verwendung von linearen Motoren passte perfekt zu einer Störung der Branche, da die traditionellen linearen Aktuatortechnologien, die von rotierenden Servomotoren angetrieben werden, die mit linearen Motoren erreichbaren Hochleistungsfunktionen nicht bieten konnten.

Die Implementierung der Technologie war keine leichte Aufgabe. Als wir uns in das Projekt ausgraben, stellten wir fest, dass unsere Anwendung lineare motorische Leistungsspezifikationen erforderte, die nicht im Handel erhältlich waren. Unbeeindruckt beschlossen wir, lineare Motoren speziell für unsere Anwendung zu entwerfen.

Wir standen zahlreiche Herausforderungen gegenüber, da wir ein 1000 Pfund -Gelenksystem mit einer schnellen Geschwindigkeit von 2,5 m/s mit einer Beschleunigung von 1,5 g bewegen mussten, was bedeutet, dass wir einen linearen Motor entwerfen mussten, der extreme Kräfte erzeugen konnte. Unser Team hielt durch und stürzte unzählige Stunden in Forschung und Entwicklung, bis wir schließlich einen linearen Motor entwickelten, der die Anforderungen unserer Laserschneidemaschine erfüllen konnte. Es war ein stolzer Moment, als wir uns 14 Monate später endlich unsere linearen Motoren in Aktion sah und das Gelenksystem mit unglaublicher Geschwindigkeit, Leichtigkeit und Präzision antraten. Die erzielte Leistung war beispiellos. Es ist bemerkenswert zu überlegen, wie viel schneller unser Maschinenkonzept hätte abgeschlossen werden können, wenn schlüsselfertige modulare lineare Motoren dann verfügbar wären.

Die lineare Motorechnologie hat sich stark entwickelt, seit wir in den 90er Jahren eine lineare Motordesign -Reise begangen haben. Mit der Einführung neuer modularer Entwürfe ist das Potenzial für Innovation und Fortschritt in Bewegungsdesign und linearen Motoren größer als je zuvor. Modulare lineare Motoren definieren das, was möglich ist, mit schnelleren, genaueren und zuverlässigen Bewegungssteuerungsfähigkeiten, die schnell eingesetzt werden können, um einer Vielzahl von Anwendungen in vielen Branchen zugute.