Інтегрований лінійний кроковий двигун

Що таке вбудований лінійний кроковий двигун?

Інтелектуальні лінійні крокові двигуни, що поєднують вбудовані крокові серводвигуни та високоточні гвинти для точності та зручності, компактні приводи для лінійного позиціонування.

Інтегрований лінійний кроковий двигун — це вдосконалений електромеханічний пристрій, який поєднує традиційний кроковий двигун із механізмом лінійного руху. На відміну від звичайних крокових двигунів, які створюють обертальний рух, ця інтегрована система перетворює обертовий рух безпосередньо в точний лінійний рух без необхідності додаткових компонентів трансмісії, таких як ходові гвинти або ремені. Ці двигуни широко використовуються в автоматизації, медичних приладах, виробництві напівпровідників і верстатах з ЧПК, де потрібен високоточний лінійний рух.

Інтегровані лінійні крокові двигуни BesFoc:

Лінійні крокові двигуни BesFoc бувають кількох типів, кожен з яких підходить для певних застосувань:

1. Інтегрований зовнішній лінійний кроковий двигун (Т-подібний і кульковий гвинт)

Цей тип має зовнішній різьбовий вал. Коли двигун обертається, вал перетворює обертальний рух у лінійний. Він зазвичай використовується в програмах, які вимагають високошвидкісних і довгих рухів.

2. Вбудований лінійний кроковий двигун

Невивільнені двигуни включають інтегрований вал і гайковий вузол, який обмежує рух до лінійного ходу. Ці двигуни ідеально підходять для застосувань, що вимагають керованого руху.

3. Інтегрований лінійний кроковий двигун без приєднання

Двигуни без фіксації дозволяють валу вільно рухатися, а гайка залишається нерухомою. Вони є універсальними та використовуються там, де потрібне індивідуальне кріплення.

на додаток до високопродуктивних гібридних крокових лінійних двигунів, BesFoc надає високоякісні ходові гвинти та гайки, відкриваючи нові шляхи для розробників обладнання, яким потрібна висока продуктивність і чудова довговічність. Актуатори BesFoc створюють більше сили, ніж подібні приводи, завдяки спеціальній геометрії статора та оптимізованим магнітним матеріалам.

Ключові компоненти інтегрованого лінійного крокового двигуна

1. Блок крокового двигуна

Кроковий двигун служить рушійною силою для лінійного руху. Він має такі характеристики:

Висока точність позиціонування: працює з точним кроком.
Без щіток: забезпечує тривалий термін служби з мінімальним обслуговуванням.
Швидка реакція: підтримує швидке прискорення та уповільнення, що робить його ідеальним для динамічних додатків.

2. Лінійний механізм передачі

Перетворення обертального руху в лінійний досягається за допомогою:

Ходові гвинти: поширені в стандартних лінійних крокових двигунах для помірної точності та економічно ефективних застосувань.
Кулькові гвинти: використовуються у високоточних застосуваннях завдяки їх низькому тертю та високому ККД.
Ремінні передачі: придатні для довготривалих і високошвидкісних застосувань, але з дещо меншою точністю.

3. Драйвер і контролер

Драйвер крокового двигуна визначає плавність і точність руху. Удосконалені цифрові контролери використовують мікрокрокову технологію, яка мінімізує шум і вібрацію. Деякі інтегровані системи також включають замкнутий цикл керування, що забезпечує точне позиціонування без втрати кроків.

Як працює інтегрований лінійний кроковий двигун?

Лінійні крокові двигуни працюють на тих самих основних принципах, що й роторні крокові двигуни, використовуючи електромагнітні сили для створення руху. Нижче наведено розбивку їх роботи:

1. Електромагнітні котушки :

Двигун складається з електромагнітних котушок, розташованих послідовно. Коли ці котушки подаються під напругою в контрольованому порядку, вони генерують магнітне поле, яке взаємодіє з постійними магнітами двигуна.

2. Конструкція степера :

Лінійні крокові двигуни використовують різьбовий стрижень або зубчастий ремінь для перетворення кроків обертання в лінійні кроки. Точність руху залежить від конструкції нитки або ременя.

3. Поступові кроки :

Двигун рухається окремими кроками, забезпечуючи точний контроль над позиціонуванням. Контролюючи послідовність і частоту електричних імпульсів, що надсилаються на котушки, двигун може досягати точних рухів.

Переваги інтегрованих лінійних крокових двигунів

1. Компактний і компактний дизайн

На відміну від традиційних крокових двигунів, які потребують додаткових зовнішніх лінійних приводів, інтегровані моделі забезпечують комплексне рішення, зменшуючи складність системи та простір для установки.

2. Висока точність і точність

Крокові двигуни за своєю природою пропонують високоточний рух завдяки своїм дискретним кутам кроку. У поєднанні з мікрокроковими контролерами та точними ходовими гвинтами вони досягають субмікронної точності позиціонування.

3. Низьке обслуговування та тривалий термін служби

Оскільки не потрібні додаткові механізми передачі (наприклад, шестерні чи паси), інтегровані лінійні крокові двигуни менше зношуються, що забезпечує подовження терміну експлуатації з мінімальним обслуговуванням.

4. Легке керування та інтеграція

Сумісний зі стандартними драйверами крокових двигунів.
Можна керувати за допомогою ПЛК, мікроконтролерів (Arduino, Raspberry Pi) або систем керування рухом.
Підтримує керування з відкритим і замкнутим контуром для підвищення точності.

Застосування інтегрованих лінійних крокових двигунів

1. Медичні прилади

Шприцеві насоси: забезпечують точну подачу рідини для лікування.
Обладнання для візуалізації: використовується в сканерах МРТ і КТ для точного позиціонування.

2. Виробництво напівпровідників

Системи обробки пластин: високоточний лінійний рух забезпечує точне розміщення стружки.
Літографічні машини: вимагає субмікронної точності руху.

3. Промислова автоматизація

Етапи руху XYZ: зустрічаються в роботах, складальних лініях і лазерних різальних машинах.
Системи Pick-and-Place: підвищує ефективність автоматизованого виробництва.

4. Верстати з ЧПУ та 3D-принтери

Головки для 3D-друку: забезпечують точне керування віссю XYZ для детального друку.
Фрезерні верстати з ЧПУ: забезпечують високу швидкість, точне різання та гравірування

Як вибрати правильний інтегрований лінійний кроковий двигун?

1. Визначте вимоги до навантаження

Легкі навантаження: Ходові гвинти є економічним рішенням.
Важкі навантаження: кулькові гвинти пропонують вищу ефективність і вантажопідйомність.

2. Точність і роздільна здатність

Потреби високої точності (<5 мкм): рекомендовані мікрокрокові контролери та інтеграція кулькової гвинти.
Стандартна точність (50-100 мкм): може бути достатньо ходових гвинтів.

3. Вимоги до швидкості та прискорення

Високошвидкісний рух (>500 мм/с): системи з ремінним приводом забезпечують швидкий рух.
Точність на низькій швидкості (<100 мм/с): технологія Microstepping підвищує точність.

4. Екологічні фактори

Умови чистого приміщення: потрібні герметичні конструкції з низьким вмістом пилу.
Суворі умови: двигуни з класом захисту IP65 стійкі до вологи та забруднень.

Інтегровані послуги сервомоторів та лінійних рухів