선형 모터는 로터리 서보 모터가 끊어지고 평평하게 놓여서 기본적으로 선형 운동을 생성하는 것으로 생각할 수 있습니다. 전통적인 선형 액추에이터는 로터리 서보 모터의 회전 운동을 직선 여행으로 변환하는 기계적 요소입니다. 둘 다 선형 움직임을 제공하지만 성능 특성과 트레이드 오프가 매우 다릅니다. 우수하거나 열등한 기술은 없습니다. 사용하는 선택은 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 자세히 살펴 보겠습니다.

선형 모터의 경험 법칙은 높은 가속, 고속 또는 높은 정밀도가 필요한 응용 분야에서 빛을 발하는 것입니다. 예를 들어, 해상도와 처리량이 중요하고 1 시간의 다운 타임까지도 수만 달러의 비용이들 수있는 반도체 계측에서 선형 모터는 이상적인 솔루션을 제공합니다. 그러나 덜 까다로운 상황은 어떻습니까?

선형 모터의 초기 문제는 비용 경쟁력이었습니다. 선형 모터는 희귀 지구 자석이 필요하며, 이는 제한 요인 중 하나를 뇌졸중 길이에 나타냅니다. 물론, 이론적으로, 자석은 실질적으로 끝없이 줄을 서서 실제로는 긴 스트로크 길이에 걸쳐 충분한 강성을 보장하는 데있어서, 특히 U- 채널 설계의 경우 비용이 증가한다는 과제를 제외하고.

철 코어 모터는 동등한 철 디자인보다 작은 자석을 사용하여 동일한 힘을 생성 할 수 있으므로 근육이 주요 요구 사항이고 성능 사양이 일부 코깅 힘 교란을 견딜 수있을 정도로 완화되어 동적 위치 또는 속도 오차를 초래할 수 있습니다. 성능 요구 사항이 느슨해지면 나노 미터가 아닌 마이크론의 순서대로 선형 액추에이터 조합이 가장 적절한 타협을 제공 할 수 있습니다. 약물 포장을위한 선형 액추에이터를 선택하지만 약물 발견의 DNA 시퀀싱을위한 선형 모터를 선택하십시오.

여행 길이
많은 예외가 존재하지만 선형 모터의 최적 스트로크 길이는 몇 밀리미터에서 몇 미터까지 다양합니다. 그보다 더 낮 으면 굴곡과 같은 대안이 더 효과적 일 수 있습니다. 위의 벨트 드라이브와 랙 앤 피니언 디자인은 아마도 더 나은 베팅 일 것입니다.

선형 모터의 스트로크 길이는 비용과 장착 안정성뿐만 아니라 케이블 관리 문제에 의해 제한됩니다. 모션을 생성하려면 Forcer에 활력이 공급되어야합니다. 즉, 전원 케이블이 전체 스트로크 길이와 함께 이동해야합니다. 고 플렉스 케이블과 첨부 레이스 웨이는 비싸고 케이블링이 모션 제어에서 가장 큰 실패 지점이라는 사실은 전반적 으로이 문제를 더욱 복잡하게 만듭니다.

물론 선형 모터의 본질은 그 문제에 대한 영리한 솔루션을 생성 할 수 있습니다. 우리가 그러한 우려가있는 곳에서, 우리는 Forcer를 고정베이스에 장착하고 자석 트랙을 움직일 것입니다. 이렇게하면 모든 케이블이 고정식으로옵니다. 코일을 가속하지 않기 때문에 주어진 모터에서 약간의 가속도가 떨어집니다. 자석 트랙을 가속화하고 있습니다. 당신이 높은 G를 위해 이것을하고 있다면, 그것은 좋지 않을 것입니다. 실제로 높은 G 응용 프로그램이 없다면 이것은 매우 좋은 디자인 일 수 있습니다.

Profeta는 28 ~ 900 파운드 범위의 피크 힘을 가진 Aerotech 선형 서보 모터를 인용하지만, 여기서는 선형 모터의 기본 설계가 훨씬 더 많은 독특한 솔루션에 적합합니다. 우리는 가장 큰 선형 모터를 가져 가서 6 개를 합쳐서 거의 6000 파운드의 힘을 창출 할 고객이 있습니다. 여러 트랙에 여러 장점을 넣고 기계적으로 고정 한 다음 하나의 모터 역할을하도록 모두 함께 통근 할 수 있습니다. 또는 동일한 자석 트랙에 여러 장점을 넣고 하중을 잡고있는 캐리지에 장착하여 하나의 모터로 취급 할 수 있습니다.

우리는 현실 세계에 살고 있으며 정류를 정확하게 일치시키는 것은 불가능하기 때문에이 접근법에 대해 지불하는 데 몇 퍼센트의 효율성 페널티가 있지만, 주어진 응용 프로그램에 대한 최고의 만능 솔루션을 산출 할 수 있습니다.

머리로 가십시오
힘의 관점에서, 선형 모터는 어떻게 로터리 모터/선형 액추에이터 조합에 쌓는가? 상당한 힘 트레이드 오프가 있으며, 4 인치 넓은 8 극 슬롯 선형 모터와 4 인치 넓은 나사 구동 제품을 비교합니다. 우리의 8 극 선형 모터는 40 파운드 (180 N)의 피크 힘과 11 파운드 (50 N)의 연속력을 갖습니다. NEMA 23 서보 모터와 스크류 구동 제품의 동일한 프로파일에서 최대 축 방향 하중은 200 파운드이므로, 그렇게 보면 기본적으로 20 배의 연속력 감소를보고 있습니다.

실제 결과는 나사 피치, 나사 직경, 모터 코일 및 모터 설계에 따라 다릅니다. 그는 빠르게 주목하고 나사를지지하는 축 베어링에 의해 제한됩니다. 이 회사의 13 인치 넓은 철분 코어 선형 모터는 예를 들어 6 인치 넓은 나사 구동 제품에 의해 제공되는 440 파운드에 비해 1600 파운드의 피크 축력을 생성 할 수 있지만 포기한 공간의 양은 상당합니다.

정치적 슬로건을 역설적으로 표현하기 위해, 그것은 어리석은 적용입니다. 힘 밀도가 주요 관심사라면 액추에이터가 최선의 선택 일 것입니다. 예를 들어 LCD 검사와 같은 고정밀의 고속 고속 응용 프로그램과 같은 응용 프로그램에 응답 성이 필요한 경우, 필요한 성능을 얻기위한 힘을위한 발자국의 트레이드 오프는 가치가 있습니다.

깨끗하게 유지합니다
오염은 제조 환경에서 모션 제어의 주요 문제이며 선형 모터도 예외는 아닙니다. 표준 선형 모터 설계의 큰 문제 중 하나는 고체 입자 또는 수분과 같은 오염에 노출되는 것입니다. 이는 'Flatbed'디자인과 [U-Channel] 디자인에 대한 문제가 적습니다.

솔루션을 완전히 밀봉하는 것은 매우 어렵습니다. 당신은 고음 환경에 있고 싶지 않습니다. 선형 모터를 워터 제트 절단 응용 프로그램에 넣으려면 양압을 넣고 선형 모터의 전자 장치가 작동과 함께 바로 거기에 있기 때문에 잘 보호되어야합니다.

U- 채널 설계의 경우, U를 반전 시키면 미립자가 채널로 들어갈 가능성을 최소화 할 수 있지만, 이는 자석 레일의 질량을 움직이는 것과 Forcer의 질량을 이동시켜 성능을 손상시킬 수있는 열 관리 문제를 만듭니다. 다시 말하지만, 그것은 트레이드 오프이며 다시 응용 프로그램은 사용을 주도합니다.

선형 모터에 영향을 줄 수있는 환경뿐만 아니라 선형 모터는 환경에 문제를 일으킬 수 있습니다. 로터리 디자인과 달리 선형 단위의 큰 자석은 자기 공명 영상 (MRI) 기계와 같은 자기 민감성 주변 환경과 혼란을 일으킬 수 있습니다. 금속 절단과 같은 더 많은 냉담한 응용 분야에서도 문제가 될 수 있습니다. 이 금속 칩 각각을 자석 트랙으로 끌어 당기려고하는이 고급 자석을 얻으므로 선형 모터는 적절한 보호없이 이러한 유형의 응용 분야에서 잘 작동하지 않을 것입니다.

그 응용 프로그램에 대해…
그렇다면 선형 모터에 대한 응용 프로그램은 어디에 있습니까? Semiconductor, LED 및 LCD 제조와 같은 영역에서 시작을위한 메트로학. 대형 표지판의 디지털 인쇄는 생물 의학 부문과 마찬가지로 시장이 증가하고 있으며 소규모 부품 제조조차도 조립 작업을위한 갠트리 구성에 선형 모터 쌍을 배열합니다. 가능한 많은 제품 처리량을 얻으려면 이러한 모터에서 얻을 수있는 높은 가속도와 속도가 유리합니다. 우리가 최근에해온 한 가지는 연료 전지 제조입니다. 스텐실 절단은 또 다른 것입니다.