Integrerad linjär stegmotor

Vad är integrerad linjär stegmotor?

Intelligenta linjära stegmotorer, som kombinerar integrerade stegservomotorer och högprecisionsskruvar för noggrannhet och bekvämlighet, kompakta ställdon för linjära positioneringsapplikationer.

En integrerad linjär stegmotor är en avancerad elektromekanisk anordning som kombinerar en traditionell stegmotor med en linjär rörelsemekanism. Till skillnad från konventionella stegmotorer som producerar roterande rörelse, omvandlar detta integrerade system roterande rörelse direkt till exakt linjär rörelse utan att kräva ytterligare transmissionskomponenter som blyskruvar eller remmar. Dessa motorer används ofta inom automation, medicinsk utrustning, halvledartillverkning och CNC-maskiner, där linjär rörelse med hög precision krävs.

BesFoc integrerade linjära stegmotorer:

BesFoc linjära stegmotorer finns i flera typer, var och en lämpad för specifika applikationer:

1. Integrerad extern linjär stegmotor (T-typ och kulskruv)

Denna typ har en extern gängad axel. När motorn roterar översätter axeln den roterande rörelsen till linjär rörelse. Det används ofta i applikationer som kräver höghastighets- och långa rörelser.

2. Integrerad linjär stegmotor

Captive motorer inkluderar en integrerad axel och mutter som begränsar rörelsen till linjär rörelse. Dessa motorer är idealiska för applikationer som kräver guidad rörelse.

3. Integrerad icke-fångad linjär stegmotor

Icke-fångade motorer tillåter axeln att röra sig fritt medan muttern förblir stationär. De är mångsidiga och används i applikationer där anpassad montering krävs.

Förutom att tillhandahålla högpresterande hybrid-linjär stegmotorer, tillhandahåller BesFoc högkvalitativa ledskruvar och muttrar, vilket öppnar nya vägar för utrustningsdesigners som behöver hög prestanda och överlägsen hållbarhet. BesFoc-ställdonen genererar mer kraft än liknande ställdon på grund av deras speciella statorgeometri och optimerade magnetmaterial.

Nyckelkomponenter i en integrerad linjär stegmotor

1. Stegmotorenhet

Stegmotorn fungerar som drivkraften för linjär rörelse. Den har följande egenskaper:

Hög positionsnoggrannhet: Fungerar i exakta steg.
Inga borstar: Säkerställer lång livslängd med minimalt underhåll.
Snabbt svar: Stöder snabb acceleration och retardation, vilket gör den idealisk för dynamiska applikationer.

2. Linjär transmissionsmekanism

Omvandlingen av roterande rörelse till linjär rörelse uppnås med:

Blyskruvar: Vanligt i vanliga linjära stegmotorer för måttlig precision och kostnadseffektiva applikationer.
Kulskruvar: Används i högprecisionstillämpningar på grund av deras låga friktion och höga effektivitet.
Remdrift: Lämplig för långväga och höghastighetsapplikationer men med något lägre precision.

3. Drivrutin och styrenhet

Stegmotordrivrutinen bestämmer rörelsejämnhet och precision. Avancerade digitala kontroller möjliggör microstepping-teknik, vilket minimerar buller och vibrationer. Vissa integrerade system inkluderar även sluten kretsstyrning, vilket säkerställer exakt positionering utan att tappa steg.

Hur fungerar en integrerad linjär stegmotor?

Linjära stegmotorer arbetar enligt samma grundläggande principer som roterande stegmotorer, och använder elektromagnetiska krafter för att skapa rörelse. Nedan följer en uppdelning av deras verksamhet:

1. Elektromagnetiska spolar :

Motorn består av elektromagnetiska spolar ordnade i en sekvens. När dessa spolar aktiveras i ett kontrollerat mönster genererar de ett magnetfält som interagerar med motorns permanentmagneter.

2. Stepper Design :

Linjära stegmotorer använder en gängad stång eller en kuggrem för att omvandla rotationsstegen till linjära steg. Rörelsens precision beror på utformningen av tråden eller bältet.

3. Inkrementella steg :

Motorn rör sig i diskreta steg, vilket ger exakt kontroll över positioneringen. Genom att kontrollera sekvensen och frekvensen av elektriska pulser som skickas till spolarna kan motorn uppnå exakta rörelser.

Fördelar med integrerade linjära stegmotorer

1. Kompakt och utrymmesbesparande design

Till skillnad från traditionella stegmotorer som kräver ytterligare externa linjära ställdon, ger integrerade modeller en allt-i-ett-lösning, vilket minskar systemets komplexitet och installationsutrymme.

2. Hög precision och noggrannhet

Stegmotorer erbjuder i sig högprecisionsrörelser tack vare sina diskreta stegvinklar. När de kombineras med mikrostepping-kontroller och precisionsledskruvar uppnår de en positioneringsnoggrannhet under mikron.

3. Lågt underhåll och lång livslängd

Eftersom inga ytterligare transmissionsmekanismer (som växlar eller remmar) behövs, upplever integrerade linjära stegmotorer mindre slitage, vilket leder till förlängd livslängd med minimalt underhåll.

4. Enkel kontroll och integration

Kompatibel med standardstegmotordrivrutiner.
Kan styras via PLC, mikrokontroller (Arduino, Raspberry Pi) eller rörelsekontrollsystem.
Stöder öppen- och sluten-loop-kontroll för förbättrad precision.

Tillämpningar av integrerade linjära stegmotorer

1. Medicinsk utrustning

Sprutpumpar: Säkerställer exakt vätsketillförsel för medicinska behandlingar.
Avbildningsutrustning: Används i MRI- och CT-skannrar för exakt positionering.

2. Halvledartillverkning

Waferhanteringssystem: Linjär rörelse med hög precision säkerställer noggrann chipplacering.
Litografimaskiner: Kräver rörelsenoggrannhet under mikron.

3. Industriell automation

XYZ Motion Stages: Finns i robotarmar, löpande band och laserskärmaskiner.
Pick-and-Place-system: Förbättrar effektiviteten i automatiserad tillverkning.

4. CNC-maskiner & 3D-skrivare

3D-skrivhuvuden: Ger exakt XYZ-axelkontroll för detaljerade utskrifter.
CNC-fräsmaskiner: Säkerställer höghastighets, exakt skärning och gravering

Hur väljer man rätt integrerad linjär stegmotor?

1. Bestäm belastningskrav

Lätt belastning: Blyskruvar ger en ekonomisk lösning.
Tung belastning: Kulskruvar ger högre effektivitet och lastkapacitet.

2. Överväganden om precision och upplösning

Högprecisionsbehov (<5μm): Microstepping-kontroller och kulskruvsintegration rekommenderas.
Standardprecision (50-100μm): Blyskruvar kan räcka.

3. Hastighets- och accelerationskrav

High-Speed Motion (>500 mm/s): Bältesdrivna system ger snabb färd.
Låghastighetsprecision (<100 mm/s): Microstepping-teknik förbättrar noggrannheten.

4. Miljöfaktorer

Renrumsförhållanden: Dammfattiga, förseglade konstruktioner krävs.
Tuffa miljöer: Motorer med IP65-klassat skydd motstår fukt och föroreningar.

Integrerade servomotorer och linjära rörelseleverantör