今天的直線運動應用比以往任何時候都要廣泛。它們帶來更高生產能力,更準確定位、更長壽命、低維護、更少運動部件,這里就不再一一列舉。運動控制公司通過不懈的技術革新,致力于適應和超越各種需求。

大約在幾年以前,很難得到一個商業上通用的線性軸承,它能每秒筆直地移動5米,并帶有載荷和一定的強度。今天,已有許多帶有這樣特性的軸承,他們的效率相當高。線性編碼器技術的提高帶來更高速的運轉。今天的線性編碼器和其它的設備都能適應這種挑戰,并且他們具有更小的噪音和更低的成本。因此隨著三個主要的線性運動基礎中的兩個迅速提升到高速,高精度領域,限制的主要因素是驅動器耗散。

顯示現代的高精度高速線性運動技術:線性引導式軸承能提供每秒5米的速度和數千英鎊的負荷能力。無接觸線性編碼器有潛在的微米級分辨率,并且速度達到每秒3米。

線性機械驅動器已經迅速改進。有著更高的準確性的球形螺栓和更快速的探測導致高速的生產能力。適時地帶有高的可重復性和超過每秒5米的速度,這兩方面技術已經解決運動控制應用問題,并持續發展。然而,這兩者都不適應現代運動應用快速增長對于速度和精度合并的需求。

今天,我們越來越多地面對高準確性、高速應用。為解決這個問題,驅動系統必須能提供更快速響應,更少磨損和極高分辨力。這種驅動器能提供這種能力,并已經存在!它就是無刷線性電機。

 

線性電機概念:

最理想的就是足夠簡單的。拿來一個常規的旋轉伺服電機并拆開它。可以看到定子是一個封閉式箱體,轉子成為一個盤卷或磁鐵圍欄。用這種設計,載荷直接連接到相應電機上。而直接線性運動被完成,不需要線性的傳送設備的任何旋轉。

線性電機技術不是新技術。步進電機和無刷線性電機產品已經使用了很長一段時間。無刷技術正日益完善和普及,因為實際應用產生這種技術優勢。

無刷直線電機有線圈在直線軌道中,磁鐵在箱體中。通過一個直線的連接棒來完成連接,這個連接棒同定子空間中的電刷一起貫穿整個電機長度。這種方法不光昂貴,而且易受限制。直線電機軌道腳跟腳的線圈成本是定期的,并且材料精密。由于通訊工具和電刷,高速應用常常受到限制。

線性步進電機在箱體中也有線圈和永久磁鐵。它沿著一個牙形結構的導軌行進。開環操作的步進電機優勢,在速度和可接受的施加力方面受到一些限制。

用無刷伺服電機技術,和相應的支持電子控制器去驅動他們,上面所提到的限制將解除。箱體現在是一套線圈,定子是磁鐵的軌道。交換方式是電子式的,通過傳感器或竇狀小管。位于箱體中的傳感器通過導軌上的磁鐵被激活。

放大器將這些信號轉換成適當的相位電流。正弦轉換是成熟技術,使用線性編碼器和開關去進行正弦曲線轉換。在任何情形下,轉換的速度不是限制因素。同樣尺寸的電機產生力矩比無刷電機技術要大一些,這歸結于鐵磁材料的改良。

 

直線電機優勢:

 高速:直線電機的最高速度僅受總線電壓和電子控制器的速度限制。直線電機普通的速度在每秒3米,帶有1微米的分辨率,高的可達每秒5米,200ips帶有較粗的分辨率。

  高精度:一個直線電機驅動運動件的準確性、分辨率和可重復性是被反饋器件控制的。帶有線性反饋的寬范圍是可利用的,預制和控制系統帶寬最初限制分辨率和準確性

 快速響應:一個驅動設備的直線電機的響應率是機械傳動的100倍以上。這意味著更快的加速度和設置時間,帶來更高的生產能力。

 硬度:因為沒有機械連接,增大強度僅僅是一個利潤和電流的問題。直線電機驅動系統的觸發率可以是一個球形螺線桿驅動系統的很多倍。無論怎樣,必須注意它受限于電機峰值扭矩,足夠的電流和反饋分辨率。

  零后沖:沒有機械轉換元件,因而沒有后沖力。不存在分辨率的問題。直線電機在它進入正確位置之前必須被一個反饋計算置換。

 維持自由運行:因為現代的線性電機沒有直接接觸的部件,就沒有磨損。


什么是他的劣勢?

 成本:直線電機是昂貴的。這是因為低產量和磁鐵的價格。因為大多數的線性電機設計安裝稀有的地磁鐵作為長的導軌,這些磁鐵的成本很高,這使得長距離電機價格更昂貴。然而,隨著直線電機的持續普及,產量將要上升,成本將下調。這個變化已經開始,在一個線性電機的使用成本中也必須考慮線性反饋。旋轉電機反饋(編碼器或光學分辨儀器)是相對便宜的(<$100),而不依賴長度。

線性電機執行反饋需要一個線性的編碼器。這些裝置價格是旋轉編碼器的很多倍。一個行進100mm長度的編碼器報價接近500美元隨著新的成熟型編碼器技術發展,制造費用正減少,隨著這些編碼器使用的持續增加,價格隨后也會降低。更重要的,如果系統精度要求編碼器反饋,在線性和旋轉技術之間的成本差異將大大減少。

  更高的帶寬驅

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