리니어 모터는 뛰어난 출력을 제공하므로 의료 장비, 산업 자동화, 패키징 및 반도체 제조 분야에서 탁월합니다. 게다가 새로운 선형 모터는 초기 버전의 비용, 열 및 통합 복잡성을 해결합니다. 검토해 보면 선형 모터에는 코일(1차 부품 또는 포서)과 때로 플래튼 또는 2차라고 불리는 고정 플랫폼이 포함됩니다. 하위 유형은 많지만 자동화에 가장 일반적인 두 가지는 브러시리스 철심과 철심 없는 선형 모터입니다.

선형 모터는 일반적으로 기계식 드라이브보다 성능이 뛰어납니다. 길이는 무제한입니다. 기계 설정의 탄력성과 백래시가 없으면 정확도와 반복성이 높고 기계 수명이 다할 때까지 그 상태가 유지됩니다. 실제로 리니어 모터의 가이드 베어링만 유지보수가 필요합니다. 다른 모든 하위 구성 요소는 마모되지 않습니다.

Ironcore 리니어 모터가 뛰어난 곳
Ironcore 선형 모터는 철심 주위에 1차 코일을 가지고 있습니다. 보조 트랙은 일반적으로 고정식 자석 트랙입니다. Ironcore 리니어 모터는 높은 연속력을 출력하므로 사출 성형, 공작 기계, 프레스 기계에 적합합니다. 한 가지 주의할 점은 철심 선형 모터가 톱니바퀴를 형성할 수 있다는 것입니다. 왜냐하면 1차 모터에 있는 2차 모터의 자기 당기는 힘이 자석 트랙을 가로지르면서 달라지기 때문입니다. 여기에는 억지력이 책임이 있습니다. 제조업체는 여러 가지 방법으로 코깅을 해결하지만 부드러운 스트로크가 주요 목표인 경우 문제가 됩니다.

그럼에도 불구하고 Ironcore 선형 모터의 장점은 풍부합니다. 더 강한 자기 결합(철심과 고정자 자석 사이)은 높은 힘 밀도를 만듭니다. 따라서 Ironcore 선형 모터는 유사한 Ironless 선형 모터보다 더 높은 출력을 제공합니다. 또한 이러한 모터는 철 코어가 작동 중에 코일에서 생성된 열을 방출하므로 많은 열을 방출하므로 철 없는 모터에 비해 코일과 주변 사이의 열 저항이 더 잘 줄어듭니다. 마지막으로, 이러한 모터는 포서와 고정자가 직접 서로 마주보기 때문에 통합이 쉽습니다.

빠른 스트로크를 위한 비철 선형 모터
아이언리스 리니어 모터는 1차측에 철이 없기 때문에 더 가벼워서 더욱 역동적인 모션을 출력합니다. 코일은 에폭시 판에 내장되어 있습니다. 대부분의 아이언리스 리니어 모터에는 내부 표면에 자석이 늘어선 U자형 트랙이 있습니다. 열 축적으로 인해 추력이 철심 모터보다 낮게 제한될 수 있지만 일부 제조업체는 혁신적인 채널 및 기본 형상으로 이 문제를 해결합니다.

짧은 정착 시간은 아이언리스 리니어 모터의 역동성을 더욱 향상시켜 빠르고 정확한 움직임을 가능하게 합니다. 1차와 2차 사이에 고유한 인력이 없다는 것은 Ironless 선형 모터가 Ironcore 모터보다 조립이 더 쉽다는 것을 의미합니다. 게다가 지지 베어링은 자력의 영향을 받지 않으므로 일반적으로 더 오래 지속됩니다.

리니어 모터는 수직축 및 열악한 환경에서 문제가 있다는 점에 유의하십시오. 그 이유는 제동이나 평형추 없이 선형 모터(본질적으로 비접촉식)가 전원이 꺼진 상태에서 부하를 떨어뜨리기 때문입니다.

또한 일부 열악한 환경에서는 특히 금속 부품 가공 작업에서 리니어 모터에 달라붙는 먼지와 부스러기가 발생할 수 있습니다. 여기서는 Ironcore 선형 모터(및 자석으로 채워진 트랙)가 가장 취약합니다. 일부 액추에이터에는 철심 또는 철심이 없는 선형 모터와 방진 설계가 통합되어 이러한 환경에서 작동합니다. 후자는 전통적으로 선형 축을 보호하는 벨로우즈와 관련된 문제를 제거합니다.

통합 선형 모터 액추에이터를 선택해야 하는 경우
선형 모터 액추에이터의 직접 구동 특성은 다양한 산업 응용 분야의 생산성과 시스템 역학을 향상시킵니다. 일부 선형 모터 기반 액추에이터에는 위치 피드백용 인코더도 포함되어 있어 벨트 및 볼스크류 기반 시스템과 비교해도 선형 모터를 쉽게 사용할 수 있습니다. 이러한 액추에이터 중 일부는 선형 모터, 가이드 및 광학(또는 자기) 인코더를 긴밀하게 통합하여 전력 밀도를 더욱 높입니다.

일부 액추에이터의 엔코더는 수평으로 설치되므로 위치가 외부 충격에 영향을 받지 않습니다. 이러한 배열 중 일부는 230Vac 입력을 사용하여 60m/sec2의 가속으로 6m/sec까지 실행될 수 있습니다. 이동 거리가 2미터를 초과하는 모듈이 가능합니다. 표준 제품에는 일반적으로 위치 피드백을 위한 자기 인코더가 포함되어 있지만 더 높은 정밀도를 위해 광학 인코더를 사용할 수도 있습니다. 다른 옵션에는 멀티 슬라이더 설정과 완전한 XY 및 갠트리 시스템이 포함됩니다.

기존 볼스크류 모듈에 비해 선형 모터 기반 액추에이터는 직접 구동 덕분에 많은 추력 출력 조건에서도 더 나은 정밀도와 속도를 제공합니다. 더욱 긴밀한 통합으로 생산성과 신뢰성도 향상됩니다. 이러한 액추에이터에는 선형 모터 자체, 베이스, 알루미늄 슬라이더를 지원하는 넓은 선형 가이드 및 위치 피드백을 위한 광학 눈금이 포함됩니다. 선형 모터가 철이 없는 경우 알루미늄 슬라이더와 결합하여 빠르게 가속하는 경량 설계를 형성할 수 있습니다.

일부 소형 리니어 모터 액추에이터에는 환경 친화적인 윤활을 위해 윤활 패드가 내장된 슬라이더도 포함되어 있습니다. 여기에서 런너 블록은 강철 볼 순환을 통해 궤도 윤활을 제공하기 위해 밀봉된 그리스 인젝터를 갖추고 있습니다. 경우에 따라 옵션 윤활 패드는 특히 짧은 스트로크를 만드는 축에서 유지 관리를 덜하면서 장기간 작동할 수 있도록 윤활을 추가합니다.

일부 액추에이터 내부의 아이언리스 리니어 모터도 코깅이 발생하지 않으므로 천천히 또는 빠르게 이동할 때 축이 안정적으로 움직일 수 있습니다. 일부 설계의 경우 광학 선형 엔코더의 반복성은 2mm입니다. 일부 액추에이터는 152~1,490mm의 스트로크와 6~30mm의 직진도에서도 사용할 수 있습니다.

특별한 예: 클린룸 애플리케이션
짧은 스트로크와 높은 사이클 속도의 응용 분야에 특히 적합한 마지막 옵션 중 하나는 움직이는 부품이 자석과 레일인 선형 모터 액추에이터입니다. 여기서는 케이블 이동으로 인해 연결이 끊어지는 문제가 없습니다. 먼지가 많은 환경에서도 문제가 없습니다. 실제로 액추에이터는 진공 환경과 클린룸에서 잘 작동합니다. 코일이 고정되어 있어 열이 장착 구조물로 쉽게 분산되기 때문입니다. 일부 선형 모터 액추에이터는 94.2 또는 188.3N의 연속 힘을 출력하고 242.1 또는 484.2N의 피크 힘을 출력하며 버전에 따라 3.5, 7 또는 14A의 연속 전류를 허용합니다. 스트로크는 430mm에 이릅니다.

리니어 모터 스테이지를 지정하는 매개변수
선형 모터를 기반으로 액추에이터 또는 스테이지를 지정할 때 설계 모션 프로파일의 각 부분에 대해 다음 기준을 고려하십시오.

• 알려진 모션 조건은 무엇입니까?
• 부하의 질량, 시스템 질량, 유효 스트로크, 이동 시간 및 체류 시간은 무엇입니까?
• 구동 조건, 최대 출력 전압, 연속 및 피크 전류는 무엇입니까?
• 설정에는 어떤 종류의 인코더 해상도가 필요합니까? 아날로그여야 할까요, 디지털이어야 할까요?
• 액추에이터나 무대는 어떤 종류의 작업 환경에서 작동합니까? 방 온도는 어떻게 될까요? 기계가 진공 상태 또는 클린룸 조건에 영향을 받습니까?
• 모션 정밀도 및 위치 정확도에 대한 애플리케이션 요구 사항은 무엇입니까?
• 선형 모터 액추에이터 또는 스테이지가 하중을 수평, 수직 또는 특정 각도로 이동합니까? 설치물이 벽에 장착되나요? 공간적 제약이 있나요?

이러한 질문에 답하면 설계 엔지니어가 특정 기계에 가장 적합한 선형 모터 반복을 식별하는 데 도움이 됩니다.