Роботизированный XYZ-портал управления

Применение станков, а также производство и сборка полупроводниковых компонентов составляют более половины всего использования линейных двигателей. Это связано с тем, что линейные двигатели точны (хотя и дороги по сравнению с другими вариантами линейного движения). Другие применения этих относительно новых компонентов движения также включают те, которые требуют быстрого и точного позиционирования или медленных и чрезвычайно устойчивых ходов.

Скорости линейных двигателей варьируются от нескольких дюймов до тысяч дюймов в секунду. Конструкции могут обеспечивать неограниченные ходы и (с энкодером) точность до ±1 мкм/100 мм. По этой причине в различных медицинских, инспекционных и погрузочно-разгрузочных приложениях линейные двигатели используются для повышения производительности.

В отличие от роторных двигателей (которым для получения прямых движений требуются механические устройства преобразования вращательного движения в линейное) линейные двигатели имеют прямой привод. Таким образом, они избегают постепенного износа традиционных реечных передач. Линейные двигатели также избегают недостатков роторных двигателей, работающих с ремнями и шкивами … ограниченная тяга из-за пределов прочности на разрыв; длительное время установления; растяжение ремня, люфт и механическое наматывание; и ограничения скорости около 15 футов/сек. Плюс линейные двигатели избегают неэффективности ходового и шарико-винтового приводов (около 50 и 90% соответственно), а также биения и вибрации. Они также не заставляют проектировщиков жертвовать скоростью (с более высокими шагами) ради более низкого разрешения.

Многоосевые ступени, использующие линейные двигатели на каждой оси, более компактны, чем традиционные установки, поэтому подходят для небольших пространств. Их меньшее количество компонентов также повышает надежность. Здесь двигатели подключаются к обычным приводам, и (в сервоприводе) контроллер движения замыкает контур положения.

Линейные шаговые двигатели обеспечивают скорость до 70 дюймов/сек, что подходит для относительно быстродействующих подъемно-транспортных и инспекционных машин. Другие приложения включают станции передачи деталей. Некоторые производители продают сдвоенные линейные шаговые двигатели с общим усилителем для формирования ступеней XY. Эти ступени монтируются в любой ориентации и имеют высокую жесткость и плоскостность до нескольких нанометров на каждые сто миллиметров для вывода точных перемещений.

Некоторые чувствительные к стоимости приложения выигрывают от гибридных линейных двигателей, так как они имеют недорогие ферромагнитные пластины. Подобно линейным шаговым двигателям, они изменяют магнитное насыщение от пластины, чтобы сформировать противодействие магнитному потоку. Обратная связь плюс ПИД-контур с управлением позиционированием помогают выходу двигателя с сервопроизводительностью. Единственная загвоздка в том, что гибридные двигатели имеют ограниченную выходную мощность и демонстрируют зубчатое зацепление из-за связи между форсажем и пластиной. Два решения — смещение фазовых зубцов и привод для частичного насыщения зубцов пластины и секций зубцов форсажа. Некоторые гибридные двигатели также используют внешнее охлаждение для повышения выходной мощности во время непрерывной работы.