로봇 제어 XYZ 갠트리

공작기계 응용 분야와 반도체 부품 제조 및 조립은 전체 선형 모터 사용량의 절반 이상을 차지합니다. 선형 모터는 정밀하기 때문입니다(다른 선형 모션 옵션에 비해 비용이 많이 들지만). 이러한 비교적 새로운 모션 부품의 다른 용도로는 빠르고 정밀한 위치 결정이나 느리고 매우 안정적인 스트로크가 필요한 분야도 있습니다.

선형 모터 속도는 초당 수 인치에서 수천 인치에 이릅니다. 이러한 설계는 무제한 스트로크와 (인코더 사용 시) ±1μm/100mm의 정확도를 제공합니다. 이러한 이유로 다양한 의료, 검사 및 자재 취급 분야에서 처리량 향상을 위해 선형 모터를 사용합니다.

직선 운동을 위해 기계적인 회전-선형 변환 장치가 필요한 회전 모터와 달리, 선형 모터는 직접 구동 방식입니다. 따라서 기존 랙-피니언 모터의 점진적인 마모를 피할 수 있습니다. 또한 벨트와 풀리를 구동하는 회전 모터의 단점, 즉 인장 강도 한계로 인한 제한된 추력, 긴 정착 시간, 벨트 늘어남, 백래시 및 기계적 와인드업, 그리고 초당 4.5m 정도의 속도 제한을 피할 수 있습니다. 또한, 선형 모터는 리드 및 볼스크류의 비효율(각각 약 50% 및 90%)과 휩(whip) 및 진동을 방지합니다. 또한 설계자가 더 낮은 해상도를 위해 더 높은 피치로 속도를 희생할 필요도 없습니다.

각 축에 선형 모터를 사용하는 다축 스테이지는 기존 방식보다 컴팩트하여 더 작은 공간에도 적합합니다. 부품 수가 적어 신뢰성도 향상됩니다. 이 경우 모터는 일반 드라이브에 연결되고, (서보 작동 시) 모션 컨트롤러가 위치 루프를 닫습니다.

선형 스테퍼 모터는 초당 70인치(176.6cm/s)의 속도를 제공하며, 비교적 빠르게 작동하는 픽앤플레이스 및 검사 장비에 적합합니다. 다른 용도로는 부품 이송 스테이션이 있습니다. 일부 제조업체는 XY 스테이지를 형성하기 위해 공통 포서(Forcer)를 갖춘 트윈 선형 스테퍼를 판매합니다. 이러한 스테이지는 어떤 방향으로든 장착 가능하며, 100mm당 수 나노미터(nm)의 높은 강성과 평탄도를 제공하여 정확한 이동을 구현합니다.

비용에 민감한 일부 애플리케이션은 저렴한 강자성 플래튼을 사용하는 하이브리드 선형 모터의 이점을 누릴 수 있습니다. 선형 스테퍼 모터와 마찬가지로, 이 모터는 플래튼의 자기 포화도를 변화시켜 자기 흐름에 대한 저항을 조절합니다. 피드백과 위치 제어를 갖춘 PID 루프는 모터 출력이 서보급 성능을 발휘하도록 도와줍니다. 유일한 단점은 하이브리드 모터의 출력이 제한적이고 포서와 플래튼 사이의 결합으로 인해 코깅 현상이 발생한다는 것입니다. 두 가지 해결책은 위상 치 오프셋과 플래튼 치와 포서 치 부분의 부분 포화를 위한 구동입니다. 일부 하이브리드 모터는 연속 작동 중 출력을 높이기 위해 외부 냉각을 사용하기도 합니다.