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直線電機(jī)，臺(tái)灣方言為線性馬達(dá)，英語(yǔ)linear motor。以下是臺(tái)灣HIWIN品牌的電機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題解答，與大家分享。
1. 為何要使用線性馬達(dá)，與滾珠螺桿比起來(lái)有何差異？
線性馬達(dá)採(cǎi)用直接驅(qū)動(dòng)的方式，可以減少定位系統(tǒng)的零件數(shù)目，降低機(jī)構(gòu)復(fù)雜度，提高可靠度。
線性馬達(dá)的速度比滾珠螺桿快，而且當(dāng)行程越長(zhǎng)的時(shí)候，線性馬達(dá)越有利，因?yàn)榫€性馬達(dá)的定子採(cǎi)用模組式設(shè)計(jì)，可以無(wú)限連接模組，所以基本上行程不受限制。滾珠螺桿行程長(zhǎng)則會(huì)有下垂的問(wèn)題。
線性馬達(dá)因?yàn)橹苯域?qū)動(dòng)所以沒(méi)有背隙的問(wèn)題。
2. 哪種形式較適合我的應(yīng)用呢？
大推力，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，基本上推薦LMS系列，要更大推力，則可以選用LMT系列，但是機(jī)構(gòu)空間會(huì)需求比較多。
零件重量輕，需要特別平滑的掃描運(yùn)動(dòng)，電子業(yè)、半導(dǎo)體業(yè)，可以使用LMC系列，體積小、加減速高。當(dāng)然點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)也是絕對(duì)沒(méi)有問(wèn)題的。
我們提供上述不同型式的標(biāo)準(zhǔn)化的定位平臺(tái)，如果您對(duì)於單獨(dú)的線性馬達(dá)元件、動(dòng)子、定子已經(jīng)有應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我們也可以單出元件，我們也會(huì)提供組裝的注意事項(xiàng)，光學(xué)尺搭配的方式及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)建議供您參考。
對(duì)於特殊應(yīng)用，我們也可以提供例如空氣軸承的特製平臺(tái)，達(dá)到奈米級(jí)的定位控制。
3. 直線度大約多少呢？
以鋁材質(zhì)基座為例，每300mm正負(fù)0.01mm
4. 垂直度可達(dá)多少呢？
正負(fù)10 arc sec
5. 精度呢？
一般而言精度是依行程不同而不同，隨著行程加大而變大，基本上可以按照下述公式計(jì)算：(30/1000) x STROKE(mm) + 5 MICRON
雖然精度會(huì)隨著長(zhǎng)度變長(zhǎng)而變大，但是如果可以利用溫控讓精度延著行程的變化不發(fā)生很大的變動(dòng)，一般而言可以利用補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)進(jìn)一步提升精度，我們也可以提供這方面的方法供客戶自行參考以加強(qiáng)精度性能。
6. 重現(xiàn)精度呢？
一般大約可以在正負(fù)1 micron以內(nèi)。
7. 解析度多少？
可以搭配各種位置回饋系統(tǒng)，1micron的數(shù)位式光學(xué)尺最為普遍。當(dāng)然也可以選擇例如0.1micron的數(shù)位光學(xué)尺，但要注意運(yùn)動(dòng)控制卡是否可以支援高速運(yùn)動(dòng)，如果想兼顧高解析和高速度運(yùn)動(dòng)的話，可以選擇類比式的弦波光學(xué)尺。以40micron的類比尺而言，搭配適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器或控制器解析到數(shù)十個(gè)奈米都沒(méi)有問(wèn)題。
8. 有誰(shuí)在使用？
點(diǎn)膠機(jī)、雷射LCD修補(bǔ)機(jī)、雷射切割機(jī)、水刀應(yīng)用、TFT面板檢測(cè)機(jī)、PCB雷射檢測(cè)、蛇腹壽命測(cè)試機(jī)、PCB板光學(xué)檢測(cè)機(jī)、PCB鉆孔機(jī)、安全帶加速度測(cè)試機(jī)、晶圓搬送手臂、光罩檢查設(shè)備、LCD裸片檢查機(jī)、CCD鏡頭上件機(jī)。
實(shí)際已經(jīng)使用在臺(tái)灣、日本、韓國(guó)、中國(guó)、德國(guó)、奧地利、瑞士、泰國(guó)等國(guó)家。
9. 速度最快多快？ 最慢多慢？
高速運(yùn)動(dòng)除了受行程的影響之外，負(fù)載、馬達(dá)推力所造成的加減速都是關(guān)鍵。實(shí)際上以測(cè)試過(guò)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)講，最快跑到4m/s并沒(méi)有問(wèn)題。但是必須考慮滑軌，跑線槽等週邊的搭配。
低速運(yùn)動(dòng)基本上并沒(méi)有特殊限制，只要運(yùn)動(dòng)控制器可以支援，基本上每秒要跑數(shù)個(gè)微米都應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。
10. 速度穩(wěn)定性如何？
通常會(huì)要求速度穩(wěn)定性的應(yīng)用會(huì)以速度漣波來(lái)衡量好壞，這個(gè)性能主要依存於馬達(dá)本身的特性，例如頓力，還有滑軌以及纜線還有跑線槽的特性。LMC系列的馬達(dá)特別適合於這樣的需求。
以線性滑軌組成的LMC平臺(tái)而言，在速度100-400mm/s之下，一般可以達(dá)到1.5%以內(nèi)。
如果需要更好的穩(wěn)定性，則必須採(cǎi)用LMC搭配空氣軸承，在60-150mm/s的速度下，可以達(dá)到1%以內(nèi)。
11. 線性馬達(dá)在控制上與旋轉(zhuǎn)型的AC伺服馬達(dá)有什麼不同？
基本上控制的方式大同小異，例如採(cǎi)用脈波控制的話，運(yùn)動(dòng)控制卡依然是送脈波到驅(qū)動(dòng)器去，此外如果是速度模式或電流模式(或稱轉(zhuǎn)矩或力量模式)也一樣由運(yùn)動(dòng)控制器送出電壓到驅(qū)動(dòng)器。不同的是，控制線性馬達(dá)時(shí)，不須再有繁復(fù)的轉(zhuǎn)換計(jì)算，減速比等計(jì)算，只要直接以運(yùn)動(dòng)方向的距離來(lái)思考，計(jì)算即可，設(shè)定也是直接用運(yùn)動(dòng)方向的加速度及速度即可。
12. 發(fā)熱問(wèn)題？
任何馬達(dá)皆有發(fā)熱問(wèn)題伴隨，在設(shè)計(jì)階段就要考慮這個(gè)問(wèn)題，發(fā)熱主要來(lái)自加減速度，如果加減速度所需的電流都維持在馬達(dá)及驅(qū)動(dòng)器的連續(xù)電流之下，則不會(huì)有嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。
如果在加減速的過(guò)程中，有短暫的打大電流的需求，則必須在作運(yùn)動(dòng)規(guī)劃的階段就考慮等效推力，視實(shí)際需求，加入暫停運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
另外如果馬達(dá)持續(xù)推擠工作物的電流大於上述的連續(xù)電流，也要注意過(guò)熱問(wèn)題。
一般而言，LMS馬達(dá)的構(gòu)造有利於散熱，而LMC馬達(dá)的線圈比較沒(méi)有足夠的散熱空間，所以在設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，必須考慮馬達(dá)結(jié)構(gòu)的散熱特性。
13. 可以加水冷嗎？
LMS、LMT型馬達(dá)可以加。有關(guān)熱的設(shè)計(jì)，請(qǐng)?zhí)峁┴?fù)載，運(yùn)動(dòng)速度，加速度，休息時(shí)間等資料給我們，我們可以提供更詳細(xì)的計(jì)算，以完成最佳的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
14. 真空中可以使用嗎？
我們的LMC系列馬達(dá)具有實(shí)際搭配真空艙達(dá)2.4x10-5 Torr的實(shí)績(jī)，并經(jīng)過(guò)客戶實(shí)際cycle run 24小時(shí)以上的測(cè)試，因?yàn)槭褂玫牟馁|(zhì)特殊，有需求請(qǐng)與我們聯(lián)絡(luò)。
15. 潔凈室可以使用嗎？使用的環(huán)境如何？
一般而言潔凈室等級(jí)1000都沒(méi)有問(wèn)題，如果有更高的需求，請(qǐng)洽本公司。至於一般的使用環(huán)境，必須沒(méi)有油污、沒(méi)有水氣、無(wú)嚴(yán)重粉塵的環(huán)境。如果有特殊的環(huán)境需求，請(qǐng)洽本公司。
16. 壽命多長(zhǎng)？
線性馬達(dá)本身主要由線圈及永久磁鐵構(gòu)成。所以正常使用下并無(wú)壽命問(wèn)題，但是搭配的線性滑軌、纜線、跑線槽等等卻都是消耗性的，所以壽命是受限於這些零件及材料。一般正常使用而言，五年應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。
17. 馬達(dá)是幾瓦？
由於線性馬達(dá)是用線性運(yùn)動(dòng)方向的力量來(lái)計(jì)算的，所以選用的時(shí)候是以加速度、速度、推力來(lái)計(jì)算的，并不適合用瓦數(shù)來(lái)選用。
以功率來(lái)講，目前我們的馬達(dá)都在2kW以下。
18. 可載多重？
馬達(dá)只是提供定位系統(tǒng)中一個(gè)力量的來(lái)源而已，搭載重量主要依存於加速度的需求，越大的質(zhì)量會(huì)對(duì)滑軌或空氣軸承造成更大的負(fù)荷，對(duì)滑軌而言也會(huì)加大摩擦力，對(duì)於這個(gè)問(wèn)題并無(wú)法有統(tǒng)一的答案，一般而言對(duì)LMS馬達(dá)來(lái)講，不要超過(guò)150kg，對(duì)LMC馬達(dá)而言，不要超過(guò)30kg的設(shè)計(jì)比較合理。當(dāng)然如果對(duì)加減速度不特別要求的話，只要軸承可以承受的范圍內(nèi)，加大負(fù)載也不是完全不可以的。端視使用者的需求。
19. 線性馬達(dá)可否當(dāng)Z軸使用，或者斜放使用？
可以，但必須考慮負(fù)載大小、傾斜角度，并視需求提供特殊的配重的機(jī)構(gòu)，以及數(shù)位霍爾元件來(lái)搭配。
20. 推力有多少？
LMS的瞬間推力可高達(dá)1900N；LMT的瞬間推力可高達(dá)2710N；LMC的瞬間推力可高達(dá)585N。
21. 價(jià)格與滾珠螺桿相比如何？
目前線性馬達(dá)的價(jià)格比滾珠螺桿稍貴
22. 行程可以多長(zhǎng)？
基本上不受限制，因?yàn)閽?cǎi)用接的方式，實(shí)際上如果是整組定位平臺(tái)的話，有4米長(zhǎng)的實(shí)績(jī).
23. 需不需要軸卡？
依照搭配的驅(qū)動(dòng)器，可以搭也可以不搭，如果採(cǎi)用Copley的Xenus驅(qū)動(dòng)器也可以有獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)功能，只要用簡(jiǎn)單的I/O就可以下達(dá)預(yù)設(shè)的運(yùn)動(dòng)指令，可以不用搭配軸卡。
24. 可以採(cǎi)用絕對(duì)式光學(xué)尺嗎？
可以，但是搭配的驅(qū)動(dòng)器和控制器要特別選擇。
25. 安定時(shí)間多快？
由於安定時(shí)間牽涉的原因非常多，包括負(fù)載的大小、負(fù)載的姿勢(shì)、增益的調(diào)整、整定框的大小、行程的長(zhǎng)短等等，通常都必須各案討論。在這裡只能列出實(shí)際以我們的線性馬達(dá)的測(cè)試結(jié)果當(dāng)參考。
馬達(dá)型號(hào) 負(fù)載(kg) 行程(mm) 整定框(正負(fù)micron) 安定時(shí)間 (sec)
LMCA3 4.4 10 5 0.2
LMCA4 1 3 0.5 0.24
LMCB5 1 400 1 0.5
LMCB5 16 2.2 0.5 0.45
LMCB6 40 2.2 1 0.38
LMC28 20 1 2 0.07
26. 不加光學(xué)尺可以嗎？
由於我們提供的線性伺服馬達(dá)都屬於高精度定位用途，結(jié)構(gòu)上一定需要位置回饋系統(tǒng)來(lái)提供整體控制上的換相以及定位精度的目的，因此一般都需要搭配光學(xué)尺才可以達(dá)到功能需求。如果精度要求不是很高，也可以選擇搭配磁性尺。請(qǐng)與我們聯(lián)絡(luò) |
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發(fā)表于 2010-3-23 13:11:13
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