線形モーターは、電気エネルギーを直接線形運動機械エネルギーに直接変換する電磁駆動装置であり、荷重の線形変位を実現するためのギアやネジなどの中間透過メカニズムを必要とせずに必要とします。回転運動を線形運動に変換するために機械的構造を必要とする従来の回転モーター(サーボモーターなど)とは異なり、線形モーターの動きの方向は本質的に線形です。線形モーターは、回転モーターの構造の線形バージョンであり、電磁力を介した非-連絡先の駆動を実現します。コンパクト構造、高速応答、ウルトラ-高速、高精度、ゼロバックラッシュなどの重要な特性があります。
線形モーターのコア構造と作業原理
線形モーターの動作原理は、電磁誘導の法則に基づいています。これは、「回転モーターを放射状に切断および平らにする」ことの積と見なすことができます。
ステーター(プライマリ):通常、鉄のコアと巻線で構成され、交互の電流が適用されると移動波磁場が生成されます。
動機(セカンダリ):永久磁石または導電性材料(銅やアルミニウムなど)で構成され、固定子によって生成された磁場で電磁力にさらされ、直線方向に移動します。
3 -フェーズAC電源がステーター巻線に適用されると、軸方向に沿って移動する移動磁場が形成されます。ローターは、電磁力(ローレンツ力)の駆動下で磁場と同期して移動し、それにより線形方向で連続変位を達成します。
メインタイプの線形モーター
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線形モーター |
鉄のない線形モーター |
鉄のコア線形モーター |
管状線形モーター |
誘導線形モーター(LIM) |
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構造的特徴 |
鉄のコアなしのコイル、軽量デザイン |
コイルは積層鉄のコアに巻かれています |
コンパクトな円筒形のデザイン |
永久磁石、二次導体プレートはありません |
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利点 |
ゼロコギング効果、ウルトラスムーズモーション(ナノスケール制御) |
高推力(最大数トン)、良好な熱放散 |
高いスラスト密度、ダスト-証明 |
低コスト、高温抵抗 |
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短所 |
熱散逸の低さ、低推力 |
歯のスロット力があります(補償制御が必要です) |
限られた旅行時間 |
低効率 |
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アプリケーション |
半導体リソグラフィマシン、精密測定装置 |
CNC工作機械、Maglev Trains |
医療機器、自動バルブ制御 |
ロジスティクスソート、エレベータードライブ |
キー選択ポイントの線形モーター
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スラスト需要の計算 |
負荷品質、摩擦抵抗、加速要件を考慮する必要があります 式:f=m•a+f摩擦 |
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冷却方法の選択 |
自然冷却(<500W) 水冷(高出力密度アプリケーション用) |
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フィードバックシステム構成 |
グレーティングルーラー(ultra -高精度) 磁気グリッドルーラー(経済的解決策) |
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保護レベル |
過酷な環境に適したIP65(防塵および防水性) 半導体機器の真空互換タイプ |
ここでは、次のようにデータを使用して線形モーターを紹介します。
より多くのプロジェクトを見るか、YouTubeのビデオギャラリーにアクセスしてください:https://www.youtube.com/@tallmanrobotics
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線形モーターの技術的パラメーター:クリーン環境のための高推力シリーズ |
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モデル番号 |
TML135 - CR-PM090 |
TM135 - cr-pm130 |
TML170 - CR-PM250 |
TML170 - CR-PM400 |
TML220 - CR-PM750 |
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|
ポジショニング再現性(mm) |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
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|
連続スラスト(n) |
90 |
130 |
250 |
400 |
750 |
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マックススラスト(n) |
270 |
390 |
750 |
1200 |
2250 |
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連続負荷(kg) |
20 |
30 |
50 |
80 |
150 |
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最大加速速度(g) |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
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|
最大速度(mm/s) |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
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|
標準ストローク(mm) |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
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|
フィードバックルーラーメーカー |
ドイツシコ /スペインファゴール |
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|
頭を読む |
MSK200-1-0107 / exa |
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|
フィードバックルーラー解決(mm) |
0.0005/0.001 |
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|
線形ガイドレール(mm |
15×12.5-2 |
15×12.5-2 |
15×12.5-2 |
15×12.5-2 |
20×15.5-2 |
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線形モーターの技術的パラメーター:クリーン環境のための低推力シリーズ |
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モデル番号 |
TML100 - CR-PM050 |
TML100 - CR-PM100 |
TML100 - CR-PM120 |
TML135 - CR-PM080 |
TML135 - cr-pm150 |
TML135 - cr-pm210 |
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|
ポジショニング再現性(mm) |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
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連続スラスト(n) |
50 |
100 |
120 |
80 |
150 |
210 |
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マックススラスト(n) |
150 |
300 |
360 |
240 |
450 |
630 |
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連続負荷(kg) |
10 |
25 |
30 |
20 |
40 |
55 |
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最大加速速度(g) |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
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|
最大速度(mm/s) |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
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|
標準ストローク(mm) |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
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フィードバックルーラーメーカー |
ドイツシコ /スペインファゴール |
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|
頭を読む |
MSK200-1-0107 / exa |
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|
フィードバックルーラー解決(mm) |
0.0005 |
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|
線形ガイドレール(mm |
15×12.5-1 |
15×12.5-2 |
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モデル番号 |
TML170 - cr-pm120 |
TML170 - CR-PM220 |
TML170 - cr-PM320 |
tml220 - cr-pm160 |
TML220 - CR-PM300 |
TML220 - Cr-PM430 |
||
|
ポジショニング再現性(mm) |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
±0.002 |
||
|
連続スラスト(n) |
120 |
220 |
320 |
160 |
300 |
430 |
||
|
マックススラスト(n) |
360 |
660 |
960 |
480 |
900 |
1290 |
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|
連続負荷(kg) |
30 |
60 |
90 |
40 |
85 |
120 |
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|
最大加速速度(g) |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
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|
最大速度(mm/s) |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
2500 |
||
|
標準ストローク(mm) |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
0-5500 |
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フィードバックルーラーメーカー |
ドイツシコ /スペインファゴール |
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頭を読む |
MSK200-1-0107 / exa |
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フィードバックルーラー解決(mm) |
0.0005 |
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|
線形ガイドレール(mm |
15×12.5-2 |
20×15.5-2 |
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典型的なアプリケーションの線形モーター
線形モーターは、産業の自動化、精密な製造、輸送、および次のような他の分野で広く使用されています。
半導体ウェーハハンドリング機器、PCB掘削機
高速精密機械工具、レーザー切断装置
Maglev Train、線形モーター地下鉄
3Dプリンター、自動並べ替えシステム
医療機器の精密変位プラットフォーム
従来の「回転モーター+伝送メカニズム」ソリューションと比較して、線形モーターは、高速、高精度、長いストロークを必要とするシナリオでより多くの利点がありますが、ダスト予防や磁気干渉などの設置環境のコストが高く、より厳しい要件があります。線形モーターは、ダイレクトドライブ、ウルトラ-高ダイナミックパフォーマンス、およびナノメートルレベルの精度の利点により、高-エンド機器のコアドライビングテクノロジーになりました。高コストにもかかわらず、線形モーターは、半導体、精密製造、科学的研究の分野ではかけがえのないものです。テクノロジーの進歩により、そのアプリケーションの範囲は、物流やヘルスケアなどの民間分野に徐々に拡大しており、将来のインテリジェント製造のための重要なテクノロジーの1つです。
従来のロータリーモーター(通常、ギア、ネジ、ベルトなどの伝送メカニズムが必要なのと比較して、線形運動を実現するため)は、次のコア側面に要約できるパフォーマンス、構造、およびアプリケーションシナリオに大きな利点があります。
1.効率と応答速度を改善するための中間伝送リンクの削除
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機械的損失はありません |
従来の回転モーターの回転運動は、摩擦、クリアランス、弾性変形を含むギアやネジなどのメカニズムを介して線形運動に変換する必要があり、エネルギー損失をもたらします(通常は60%〜80%の効率しかありません)。線形モーターは線形動作を直接出力し、中間リンクを排除し、透過効率は90%以上に達する可能性があります。 |
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高い動的応答 |
中間透過メカニズムの慣性とヒステリシスはモーション応答を遅らせますが、線形モーターはより軽い質量とより小さな慣性を持ち、加速能力が強くなります(加速度は100m/s²以上に達する可能性があり、従来のソリューションの10 - 20m/s²をはるかに超えています。半導体ウェーハの取り扱い)。 |
2。ポジショニングの精度と再現性が高い
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返品エラーなし |
従来の伝送メカニズム(鉛ねじなど)のバックラッシュとピッチエラーは、逆動き中に「空のストローク」(戻り誤差」につながる可能性がありますが、線形モーターは、-}}}}}精密視線統治のような高-精密視線統治などの直接的な運転およびフィードバックデバイスを通じて±1μmまたはナノメートルレベルさえも達成できます。 |
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より良い動きの安定性 |
ギアメッシュの周期的な振動やネジ糸からの干渉を回避します。操作中の速度の変動が少ない(速度変動速度<0.1%), suitable for scenarios with high stability requirements (such as laser cutting and precision welding). |
3.簡素化された構造とメンテナンスコストの削減
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コンポーネントの数を減らします |
ギア、ネジ、ガイドなどのトランスミッション部品は必要ありません。これにより、よりコンパクトなシステム構造と設置スペースの保存が得られます(特に長い-距離シナリオ、明らかな利点があります)。 |
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メンテナンス要件を削減します |
中間透過コンポーネントの摩耗と潤滑は、従来のシステムの主なメンテナンスポイントです(リードネジの定期的な潤滑の必要性やメッシュ摩耗による故障に対するギアの感受性など)、線形モーターには接触摩耗がありません(非-接触駆動式、およびより長いメンテナンスサイクル、および低下能力。 |
4.長い旅行と高速の重要な利点
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理論的な無限の旅行 |
線形モーターの固定子はセグメント化およびスプライスでき、ローターはステーターの長さ方向に沿って移動します。理論的には、旅行は制限されていません(大規模なロジスティクスソートラインや長い-距離鉄道輸送など)。従来のネジのストロークは、独自の長さによって制限されます(長すぎると、たわみの変形を簡単に引き起こす可能性があります)。 |
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高速操作機能 |
線形モーターの速度は、最大速度が5〜10m/sの電源周波数と熱散逸条件によってのみ制限され、リードネジの速度制限をはるかに超えています(通常は通常<1m/s) and gear racks (usually<2m/s), suitable for high-speed conveying, rapid detection and other scenarios. |
5.より安定した出力特性
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推力の良い均一性 |
従来の伝送メカニズムの推力は、摩擦抵抗の変化(リードネジとギアの歯のプロファイルエラーのプリロード力の変化など)のために変動しますが、線形モーターの電磁推力出力は、特に低速では、「{0}}速度の速度が伝統的な系の系に及ぼす速度が発生する」ことなく、低速ではより安定しています。 |
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強い過負荷容量 |
短期間で定格推力を1.5〜2〜2倍出力し、突然の負荷の変化に適応しますが、従来の伝送コンポーネント(ギアなど)は過負荷による歯の表面損傷を起こしやすいです。 |
線形モーターの中心的な利点は、「ダイレクトドライブ」{-}従来のソリューションの機械的損失、精度の制限、およびメンテナンスの問題を根本的に解決し、中間トランスミッションリンクをスキップする特性に由来します。ただし、そのコストが高く(特に-精度モデルの場合)、および設置環境(ダスト予防や抗磁気干渉など)のより厳格な要件により、線形モーターは、高精度、高速、長いストローク、および高-}頻度の動きを備えたシナリオに適しています。従来の回転モーターは、-コストが低く、精度の需要のシナリオが低い競争力を持っています。
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