Zintegrowany silnik linearny

Co to jest zintegrowany silnik stepowy?

Inteligentne liniowe silniki krokowe, łączące zintegrowane silniki serwo i wysokie precyzyjne śruby dla dokładności i wygody, kompaktowych siłowników do liniowych zastosowań pozycjonowania.

Zintegrowany silnik liniowy to zaawansowane urządzenie elektromechaniczne, które łączy tradycyjny silnik krokowy z mechanizmem ruchu liniowego. W przeciwieństwie do konwencjonalnych silników krokowych, które wytwarzają ruch obrotowy, ten zintegrowany system przekształca ruch obrotowy bezpośrednio w precyzyjny ruch liniowy, nie wymagając dodatkowych komponentów transmisji, takich jak śruby ołowiowe lub pasy. Silniki te są szeroko stosowane w automatyzacji, urządzeniach medycznych, produkcji półprzewodników i maszynach CNC, w których wymagany jest wysoki ruch liniowy.

Zintegrowane liniowe silniki stepowe BESFOC:

Liniowe silniki stepowe BESFOC są dostępne w kilku typach, z których każdy jest odpowiedni do określonych aplikacji:

1. Zintegrowany zewnętrzny silnik stepowy (śruba typu T i kulka)

Ten typ ma zewnętrzny wałek gwintowany. Gdy silnik się obraca, wałek przekłada ruch obrotowy na ruch liniowy. Jest powszechnie stosowany w aplikacjach wymagających ruchów o dużej prędkości i długotrwałym.

2. Zintegrowany uwięziony silnik stepowy

Silniki uwięzione obejmują zintegrowany wałek i zespół nakrętki, który ogranicza ruch do podróży liniowej. Silniki te są idealne do zastosowań wymagających ruchu z przewodnikiem.

3. Zintegrowany nieczestronny silnik stepowy

Silniki niezakłócające umożliwiają swobodnie poruszanie się wału, podczas gdy nakrętkę pozostaje nieruchoma. Są wszechstronne i używane w aplikacjach, w których wymagane jest niestandardowe montaż.

Oprócz dostarczania wysokowydajnych hybrydowych silników liniowych, BESFOC zapewnia wysokiej jakości śruby ołowiowe i orzechy, otwierając nowe możliwości projektantów sprzętu, którzy potrzebują wysokiej wydajności i doskonałej trwałości. Siłowniki BESFOC generują większą siłę niż podobne siłowniki ze względu na ich specjalną geometrię stojana i zoptymalizowane materiały magnesowe.

Kluczowe elementy zintegrowanego liniowego silnika krokowego

1. Silnik stepowy

Silnik krokowy służy jako siła napędowa ruchu liniowego. Ma następujące cechy:

Dokładność wysokiej pozycji: działa w precyzyjnych krokach.
Bez pędzli: zapewnia długą żywotność przy minimalnej konserwacji.
Szybka reakcja: obsługuje szybkie przyspieszenie i zwalnianie, co czyni go idealnym do zastosowań dynamicznych.

2. Mechanizm transmisji liniowej

Konwersja ruchu obrotowego na ruch liniowy osiąga się za pomocą:

Śruby ołowiowe: powszechne w standardowych liniowych silnikach krokowych dla umiarkowanych precyzji i opłacalnych zastosowań.
Śruby kulowe: stosowane w precyzyjnych zastosowaniach ze względu na ich niskie tarcia i wysoką wydajność.
Napędy pasowe: odpowiednie do zastosowań o długim i szybkim poziomie, ale z nieco niższą precyzją.

3. Sterownik i kontroler

Sterownik silnika krokowego określa gładkość i precyzję ruchu. Zaawansowane sterowniki cyfrowe umożliwiają technologię mikrostepowania, która minimalizuje szum i wibracje. Niektóre zintegrowane systemy obejmują również kontrolę zamkniętej pętli, zapewniając dokładne pozycjonowanie bez utraty kroków.

W jaki sposób działa zintegrowany silnik liniowy?

Liniowe silniki krokowe działają na tych samych podstawowych zasadach, co silniki rotacyjne, wykorzystując siły elektromagnetyczne do tworzenia ruchu. Poniżej znajduje się podział ich działalności:

1. Cewki elektromagnetyczne :

Silnik składa się z cewek elektromagnetycznych ułożonych w sekwencji. Gdy cewki te są energetyzowane w kontrolowanym wzorze, generują pole magnetyczne, które oddziałuje z magnesami stałymi silnika.

2. Projektowanie kroków :

Liniowe silniki krokowe wykorzystują gwintowany pręt lub pasek zębaty, aby przekształcić kroki obrotowe na liniowe stopnie. Precyzja ruchu zależy od projektu gwintu lub paska.

3. Kroki przyrostowe :

Silnik porusza się w dyskretnych krokach, oferując precyzyjną kontrolę nad pozycjonowaniem. Kontrolując sekwencję i częstotliwość impulsów elektrycznych wysyłanych do cewek, silnik może osiągnąć dokładne ruchy.

Zalety zintegrowanych liniowych silników krokowych

1. Kompaktowy i oszczędzający przestrzeń projekt

W przeciwieństwie do tradycyjnych silników krokowych, które wymagają dodatkowych zewnętrznych siłowników liniowych, zintegrowane modele zapewniają rozwiązanie typu „wszystko w jednym”, zmniejszając złożoność systemu i przestrzeń instalacyjną.

2. Wysoka precyzja i dokładność

Silniki krokowe z natury oferują bardzo precyzyjne ruch ze względu na ich dyskretne kąty kroków. W połączeniu z kontrolerów mikrostepowania i precyzyjnymi śrubami ołowiu osiągają one dokładność pozycjonowania sub-mikronów.

3. Niska konserwacja i długa żywotność

Ponieważ nie są potrzebne dodatkowe mechanizmy transmisji (takie jak przekładnie lub pasy), zintegrowane liniowe silniki krokowe doświadczają mniejszej ilości zużycia, co prowadzi do przedłużonej żywotności operacyjnej przy minimalnej konserwacji.

4. Łatwa kontrola i integracja

Kompatybilny ze standardowymi sterowcami silnika krokowego.
Można kontrolować za pośrednictwem PLC, mikrokontrolerów (Arduino, Raspberry Pi) lub systemów sterowania ruchem.
Obsługuje kontrolę otwartej pętli i zamkniętej pętli w celu poprawy precyzji.

Zastosowania zintegrowanych liniowych silników krokowych

1. Urządzenia medyczne

Pompy strzykawki: Zapewnia precyzyjne dostarczanie płynów do leczenia.
Sprzęt do obrazowania: stosowany w skanerach MRI i CT w celu dokładnego pozycjonowania.

2. Produkcja półprzewodników

Systemy obsługi waflów: Precyzyjny ruch liniowy zapewnia dokładne umieszczenie układów.
Maszyny litograficzne: wymaga dokładności ruchu sub-mikronowego.

3. Automatyzacja przemysłowa

Etapy ruchu XYZ: znalezione w ramionach robotycznych, liniach montażowych i maszynach do cięcia laserowego.
Systemy wybierania i miejsca: zwiększa wydajność zautomatyzowanej produkcji.

4. Maszyny CNC i drukarki 3D

Głowice drukowania 3D: Zapewnia precyzyjną kontrolę osi XYZ dla szczegółowych wydruków.
CNC Mieci Machine: Zapewnia szybkie, dokładne cięcie i grawerowanie

Jak wybrać odpowiedni zintegrowany silnik stepowy liniowy?

1. Określ wymagania dotyczące obciążenia

Lekkie obciążenia: Śruby ołowiowe zapewniają ekonomiczne rozwiązanie.
Ciężkie obciążenia: śruby kulowe zapewniają wyższą wydajność i pojemność obciążenia.

2. Rozważania precyzji i rozdzielczości

Zaleca się bardzo precyzyjne potrzeby (<5 μm): Zaleca się kontrolery mikrostepowania i integracja śruby kulowej.
Standardowa precyzja (50-100 μm): śruby ołowiowe mogą być wystarczające.

3. Wymagania dotyczące szybkości i przyspieszenia

Motor szybkiej (> 500 mm/s): systemy napędzane pasem zapewniają szybką podróż.
Precyzja o niskiej prędkości (<100 mm/s): Technologia mikrostepowania zwiększa dokładność.

4. Czynniki środowiskowe

Warunki pomieszczenia czystego: wymagane są niskie, zapieczętowane projekty.
Surowe środowiska: silniki z ochroną oceny IP65 odporną na wilgoć i zanieczyszczenia.

Zintegrowane dostawca serwomechanizmu i ruchów liniowych