Роботизированное управление XYZ Gantry

На станки, а также на производство и сборку полупроводниковых компонентов приходится более половины всего использования линейных двигателей. Это потому, что линейные двигатели точны (хотя и дороги по сравнению с другими вариантами линейного движения). Другие области применения этих относительно новых компонентов движения также включают те, которые требуют быстрого и точного позиционирования или медленных и чрезвычайно устойчивых ходов.

Линейная скорость двигателя варьируется от нескольких дюймов до тысяч дюймов в секунду. Конструкции могут обеспечивать неограниченное количество ходов и точность (с энкодером) до ±1 мкм/100 мм. По этой причине в различных медицинских, инспекционных и погрузочно-разгрузочных работах используются линейные двигатели для повышения производительности.

В отличие от роторных двигателей (которым для обеспечения прямолинейного движения необходимы механические вращательно-поступательные устройства), линейные двигатели имеют прямой привод. Таким образом, они избегают постепенного износа традиционных реечных комплектов. Линейные двигатели также лишены недостатков вращающихся двигателей, движущихся ремней и шкивов… ограниченной тяги из-за пределов прочности на растяжение; длительный период урегулирования; растяжение ремня, люфт и механическое накручивание ремня; и ограничения скорости 15 футов в секунду или около того. Кроме того, линейные двигатели исключают неэффективность ходовой и шариковой винтовой передачи (около 50 и 90% соответственно), а также биение и вибрацию. Они также не заставляют дизайнеров жертвовать скоростью (с более высокими шагами) ради более низкого разрешения.

Многоосные ступени, в которых на каждой оси используются линейные двигатели, более компактны, чем традиционные установки, поэтому помещаются в меньшее пространство. Меньшее количество компонентов также повышает надежность. Здесь двигатели подключаются к обычным приводам, а (при сервоприводе) контроллер движения замыкает контур положения.

Линейные шаговые двигатели обеспечивают скорость до 70 дюймов в секунду и подходят для относительно быстродействующих машин для захвата и перемещения и проверки. Другие области применения включают станции частичной передачи. Некоторые производители продают двойные линейные шаговые двигатели с общим приводом для формирования ступеней XY. Эти ступени монтируются в любой ориентации и имеют высокую жесткость и плоскостность до нескольких нанометров на каждые сто миллиметров, что обеспечивает точные перемещения.

В некоторых чувствительных к затратам приложениях гибридные линейные двигатели выгодны, поскольку они имеют недорогие ферромагнитные пластины. Подобно линейным шаговым двигателям, они изменяют магнитное насыщение от валика, чтобы сформировать сопротивление магнитному потоку. Обратная связь плюс контур ПИД-регулятора с управлением позиционированием обеспечивают производительность двигателя на уровне сервопривода. Единственная загвоздка заключается в том, что гибридные двигатели имеют ограниченную мощность и имеют заедание из-за соединения между силой и валиком. Двумя решениями являются фазовое смещение зубьев и привод для частичного насыщения зубьев плиты и секций зубьев прижима. Некоторые гибридные двигатели также используют внешнее охлаждение для повышения мощности во время непрерывной работы.