Гибридный линейный привод с шаговым двигателем обеспечивает хорошие характеристики силы и скорости при высокой точности позиционирования.

Что касается электромеханических линейных актуаторов, интегрированные конструкции обеспечивают экономию пространства, снижение сложности и снижение совокупной стоимости владения благодаря уменьшению количества деталей, требующих ремонта или замены. Одной из таких конструкций, нашедших широкое применение в медицине, 3D-печати и сборке, является гибридный линейный актуатор с шаговым двигателем, сочетающий шарико-винтовую передачу или ходовой винт с гибридным шаговым двигателем.

Гибридные линейные актуаторы с шаговыми двигателями (также называемые линейными гибридными шаговыми двигателями и линейными шаговыми двигателями) предлагают широкий выбор вариантов не только с точки зрения таких характеристик, как специальная обработка и материалы, но и с точки зрения базовой конструкции и принципа действия. Например, существует три основных типа гибридных шаговых двигателей: с фиксированным, нефиксированным и внешним (также называемым моторизованным ходовым винтом), при этом некоторые производители предлагают дополнительные варианты для более специфичных применений. Ниже представлен краткий обзор каждого типа, а также более подробное объяснение конструкции и принципа действия различных интегрированных мотор-винтовых приводов.

Захваченный: в этой конструкции гайка ходового винта интегрирована непосредственно в двигатель. Винт соединён со шлицевым валом, поэтому при вращении двигателя вращение винта предотвращается, и обеспечивается линейное движение, позволяющее винту выдвигаться и втягиваться с одного конца узла.

Незахваченный: в этом типе привода шариковая или ходовая гайка интегрирована в двигатель (или установлена на лицевой стороне двигателя) и не перемещается вдоль винта. Вместо этого винт должен быть заблокирован от вращения (обычно за счёт прикреплённой нагрузки), и когда двигатель и гайка вращаются, винт перемещается линейно, вперёд-назад, «сквозь» пару двигатель-гайка. В качестве альтернативы, если винт закреплён так, что он не перемещается, узел, по сути, превращается в конструкцию с ведомой гайкой, где вращение двигателя заставляет узел двигатель-гайка перемещаться вперёд-назад вдоль неподвижного винта.

Внешние приводы: эти приводы используют двигатель с полым валом и интегрируют один конец винта непосредственно в двигатель, поэтому гайка остаётся снаружи двигателя. Как и в традиционной конструкции «винт-двигатель», вращение двигателя вызывает вращение винта, который перемещает гайку (и груз) вдоль вала винта. В этой конструкции противоположный конец винта (не соединённый с двигателем) не имеет опоры, что приемлемо для небольших нагрузок и коротких ходов. Однако во многих случаях потребуется опора для свободного конца винта, а также линейная направляющая для восприятия радиальных нагрузок.

Благодаря широкому выбору конструкций и опций неудивительно, что линейные актуаторы с гибридными шаговыми двигателями используются во всех отраслях промышленности и областях применения. Вот несколько примеров применения, где эти актуаторы демонстрируют превосходные результаты благодаря компактным размерам, точному позиционированию и хорошим скоростно-силовым характеристикам.

Прецизионные дозирующие и измерительные насосы
Будь то медицинская, полупроводниковая или сборочная промышленность, гибридные шаговые приводы являются идеальным решением для управления небольшими, точными насосами благодаря их чрезвычайно компактным размерам и способности двигаться на высоких скоростях с высокой точностью.

XY-таблицы
Одним из основных принципов проектирования стола XY является обеспечение максимально компактных габаритов, и гибридные шаговые линейные приводы способствуют достижению этой цели, сохраняя компактность приводной системы и обеспечивая при этом высокие осевые усилия и точность позиционирования.

Станки с ЧПУ и 3D-принтеры
Хотя в первом случае материал снимается (станки с ЧПУ), а во втором — добавляется (3D-принтеры), оба варианта требуют очень высокой точности позиционирования и надежности — двух областей производительности, в которых гибридные шаговые двигатели-приводы превосходны, особенно при использовании с микрошаговым управлением в замкнутой системе.

Перенаправление и сортировка
В конвейерных системах часто встречаются станции, требующие перераспределения или сортировки продукции по соображениям качества или для обеспечения технологического процесса. В таких случаях гибридные шаговые линейные приводы обеспечивают быстрое выдвижение и втягивание, высокую тягу и простоту управления.