베이스 플레이트, 선형 모터, 선형 가이드, 인코더 및 컨트롤을 포함한 완전한 선형 모터 스테이지.

Direct Drive Linear Servo Motors는 지난 몇 년 동안 최종 사용자의 처리량과 더 나은 정밀도에 대한 최종 사용자의 요구 덕분에 채택이 측정 할 수있는 증가를 보았습니다. 선형 모터는 다른 구동 메커니즘으로 불가능한 고속, 긴 스트로크 및 우수한 위치 정확도의 조합을 제공하는 능력으로 가장 자주 인식되지만 매우 느리고 매끄럽고 정확한 움직임을 달성 할 수 있습니다. 실제로 선형 모터 기술은 선형 모터가 적합한 솔루션이 아는 응용 분야가 거의 없도록 스러스트 힘, 속도, 가속도, 위치 정확도 및 반복성과 같은 광범위한 기능을 제공합니다.

선형 모터 변형에는 선형 서보 모터, 선형 스테퍼 모터, 선형 유도 모터 및 스러스트 튜브 선형 모터가 포함됩니다. 선형 서보 모터가 애플리케이션에 가장 적합한 옵션 인 경우 초기 모터 선택 중에 고려해야 할 세 가지가 있습니다.

"1 차"고려 사항 : 철 코어 또는 철도가 없습니까?
선형 직접 드라이브 서보 모터는 1 차 부분의 권선 (로터리 모터의 고정자와 유사)이 철 라미네이션 스택 또는 에폭시에 장착되는지 여부를 언급하는 두 가지 주요 유형의 철 코어 또는 철분이 없습니다. 응용 프로그램에 철 코어가 필요한지 여부를 결정하는 것은 일반적으로 설계 및 선택의 첫 번째 단계입니다.

철 코어 선형 모터는 극도로 높은 추력력이 필요한 응용 분야에 가장 적합합니다. 이것은 1 차 부분의 라미네이션에는 전자기 플럭스를 2 차 부분의 자석으로 초점을 둔 치아 (돌기)가 포함되어 있기 때문입니다 (회전 모터의 로터와 유사). 1 차 부분의 철과 2 차 부분의 영구 자석 사이의 이러한 자기 인력은 모터가 높은 힘을 전달할 수있게한다.

철분이없는 선형 모터는 일반적으로 추력력이 낮기 때문에 프레스, 가공 또는 성형과 같은 응용 분야에서 발견되는 극도로 높은 추력 요구 사항에 적합하지 않습니다. 그러나 그들은 고속 어셈블리와 운송에서 뛰어납니다.

Iron Core Design의 단점은 코깅이며, 이는 움직임의 부드러움을 저하시킵니다. 코깅은 1 차 부분의 슬롯 디자인이 2 차 부분의 자석을 따라 이동할 때 "선호 된"위치를 유발하기 때문에 발생합니다. 2 차 자석과 일치하는 1 차의 경향을 극복하기 위해, 모터는 더 많은 힘을 생성해야하므로 속도 리플 (코깅)이라고합니다. 이러한 힘과 속도 파열의 변화는 운동의 평활성을 저하 시키는데, 이는 여행 중 (최종 포지셔닝 정확도뿐만 아니라)가 중요하는 응용 분야에서 중요한 문제가 될 수 있습니다.

제조업체가 코깅을 줄이기 위해 사용하는 수많은 방법이 있습니다. 일반적인 접근법 중 하나는 자석 (또는 치아)의 위치를 ​​왜곡하여 1 차 치아가 2 차 자석을 가로 질러 이동함에 따라 더 부드러운 전환을 만듭니다. 자석의 모양을 길쭉한 팔각형으로 변경함으로써 유사한 효과를 달성 할 수있다.

코깅을 줄이는 또 다른 방법을 분수 권선이라고합니다. 이 디자인에서 1 차는 보조 자석보다 더 많은 라미네이션 톱니가 포함되어 있으며 라미네이션 스택은 특수한 모양을 갖습니다. 이 두 가지 수정은 함께 코깅력을 취소하기 위해 작동합니다. 물론 소프트웨어는 항상 솔루션을 제공합니다. 안티 코딩 알고리즘을 사용하면 서보 드라이브 및 컨트롤러가 1 차에 공급되는 전류를 조정하여 힘과 속도의 변화가 최소화되도록합니다.

철분이없는 선형 모터는 콜링을 경험하지 않습니다. 1 차 코일은 강철 라미네이션 주위에 상처를 입기보다는 에폭시에 캡슐화되기 때문입니다. 철분이없는 선형 서보 모터는 질량이 낮으며 (에폭시는 강철보다 뻣뻣하지만 가벼우 며) 전기 역학 시스템에서 발견되는 가장 높은 가속도, 감속 및 최대 속도 값을 달성 할 수 있습니다. 정착 시간은 일반적으로 철 코어 버전보다 다리미없는 모터의 경우 더 좋습니다 (더 낮은). 1 차에 강철이 부족하고 코그 또는 속도 잔물결의 관련된 부족은 철분이없는 선형 모터가 일반적으로 0.01 % 미만의 속도 변화를 갖는 매우 느리고 꾸준한 움직임을 제공 할 수 있음을 의미합니다.

어떤 수준의 통합?
로타리 모터와 마찬가지로 선형 서보 모터는 모션 시스템에서 하나의 구성 요소 일뿐입니다. 완전한 선형 모터 시스템에는 베어링이 부하, 케이블 관리, 피드백 (일반적으로 선형 인코더) 및 서보 드라이브 및 컨트롤러를 지원하고 안내해야합니다. 숙련 된 OEM 및 기계 건축업자 또는 매우 고유 한 설계 또는 성능 요구 사항을 가진 사람들은 다양한 제조업체의 사내 기능 및 기성품 구성 요소를 갖춘 완전한 시스템을 구축 할 수 있습니다.

선형 모터 시스템 설계는 벨트, 랙 및 피니언 또는 나사를 기반으로 한 시스템 설계보다 단순합니다. 구성 요소가 적고 노동 집약적 인 조립 단계가 적습니다 (볼 스크류 지지대의 정렬 또는 벨트 장력이 없음). 선형 모터는 비접촉식이므로 설계자는 윤활, 조정 또는 구동 장치의 기타 유지 보수를위한 조항을 작성하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 그러나 Turnkey 솔루션을 찾고있는 OEM 및 기계 건축업자에게는 완전한 선형 모터 구동 액추에이터, 고 정밀도 단계 및 직교 및 갠트리 시스템에 대한 무수한 옵션이 있습니다.

환경이 선형 모터에 적합합니까?
선형 모터는 클린 룸 및 진공 환경과 같은 어려운 환경에서 선호하는 솔루션입니다. 이동 부품이 적고 거의 모든 유형의 선형 가이드 또는 케이블 관리와 짝을 이루어 입자 생성, 아웃가스 및 애플리케이션의 온도 요구 사항을 충족 할 수 있기 때문입니다. 극단적 인 경우, 보조 (자석 트랙)는 움직이는 부분으로 사용될 수 있으며, 1 차 부분 (케이블 및 케이블 관리를 포함한 권선)은 고정되어 있습니다.

그러나 환경이 금속 칩, 금속 먼지 또는 금속 입자로 구성되면 선형 서보 모터가 최선의 선택이 아닐 수 있습니다. 이는 디자인이 본질적으로 열려 있기 때문에 철 코어 선형 모터에 특히 해당됩니다. 자석 트랙은 오염에 노출됩니다. 철분이없는 선형 모터의 반 밀폐 된 디자인은 더 나은 보호를 제공하지만 보조 부분의 슬롯이 오염원에 직접 노출되지 않도록주의해야합니다. 철 코어와 철도가없는 선형 모터를 둘러싸는 설계 옵션이 있지만, 이는 열을 소산하는 모터의 능력을 줄여서 한 가지 문제를 다른 문제로 거래 할 수 있습니다.