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              進博會專題
              運動控制

              雷尼紹:打造滿足先進工業需求的直線電機

                2022年07月11日  

                眾所周知,直線電機廣泛應用于各大工業領域,包括平板顯示器 (FPD)、半導體、自動化、醫療診斷、3D打印和機床等。恒速控制對于這些先進的工業過程來說至關重。

                KOVERY公司是業內領先的高精度直線電機系統供應商,其一系列先進的直線電機集成了雷尼紹光柵,采用自有的專利技術,契合地滿足了先進工業的需求。

              挑戰

                減小齒槽力,保持推力

                大部分直線電機屬于“平板式直線電機”,其特點是永磁磁軌布置在一系列電磁線圈(動子)的下方。半導體和FPD制造等領域的運動控制應用要求嚴苛,必須精確控制動子的運動。

                恒速控制對于許多先進的工業過程來說至關重要,但傳統的電機設計會產生齒槽力,導致電機速度出現紋波。

                設計人員還可以選擇使用無槽(無鐵芯)平板式電機,這種電機的控制性能優異,但缺點是推力輸出會大幅降低。

              解決方案

                “獨特”的設計,高品質的光柵

                KOVERY研發了一個采用“獨特”設計的電機系列,能夠在減小齒槽力的同時又不會犧牲推力。

                KOVERY獨創研發的直線電機首次將永磁體以直立形式排列,這樣永磁體能夠在動子線圈的磁極片間穿過。此電機使用雷尼紹QUANTiC?系列增量式光柵實現換向和位置控制。同時還使用了雷尼紹的其他測量產品,包括EVOLUTE?絕對式光柵,以及用于機器校準的XL-80激光干涉儀。

                KOVERY總裁Kim Houng-joong先生介紹他們的專利技術說:“市場上的直線電機類型多樣,每種設計都各有所長,但又各有短板。我們KOVERY獨創研發的直線電機首次將永磁體以直立形式排列,這樣永磁體能夠在動子線圈的磁極片間穿過。這樣的設計可確保磁通量一致,且每條磁軌都具有獨立的磁路。在我們的設計中,磁軌數量越多,電機輸出功率越大。這種設計還可有效減小有槽鐵芯和磁軌之間的法向吸引力,同時又不會犧牲推力。換言之,電機的整體推力增強,最大值可達到傳統直線電機的至少2倍。其他優點還包括重量輕、設計自由度高、裝配便捷、擁有成本低等?!?/P>

                位置編碼器可幫助直線電機完成換向,實現平穩的運動和位置控制。抖動更低且細分誤差更小的光柵是首選,因為這些特性有助于實現更精確的位置控制,并可減小速度紋波。

                在直線電機中工作的光柵需要具有兩個關鍵設計特性:讀數頭(傳感器)電纜的最小彎曲半徑小且電纜壽命長,以確保機器的電纜軌道具有優異的抗擠壓、扭結和彎曲性能;最大工作溫度高,能夠承受電機線圈通電時預期產生的熱量。

                如果讀數頭安裝在電磁線圈附近,則光柵還必須能夠抵御強磁場的影響。KOVERY在其直線電機中使用了一系列雷尼紹光柵,包括先進的QUANTiC光柵。

                針對半導體和FPD制程設備應用,KOVERY的直線電機配備了QUANTiC系列光柵,它具備以下特性:分辨率達到0.2 μm,配用RTLC40增量式柵尺,可輸出模擬或數字信號。針對其他應用,KOVERY的電機則配備了雷尼紹EVOLUTE絕對式光柵及RTLA50-S直線柵尺。

                Kim先生繼續說道:“KOVERY的直線電機提供多種規格,僅行程長度就有十余種之多。有時,我們還需提供行程長達數米的定制產品。而且我們預計長行程直線電機的市場需求還將持續增加。QUANTiC光柵的RTLC40鋼帶柵尺成卷供應,我們可以根據每臺電機的具體要求方便地將柵尺裁剪為所需長度,從而提升了生產靈活性。此外,雷尼紹的產品交付周期很短且性價比優,這些都是吸引我們的優點。雷尼紹的光柵幫助我們提升了產品競爭力?!?/P>

                QUANTiC光柵的優點包括:兼容行業標準數字或模擬輸出格式;安裝和運行公差寬松,間隙為±0.3 mm,扭擺公差為±0.9°;運行速度高達24 m/s;電子細分誤差 (SDE) 低至±80 nm;配備具有EMI防護功能的單屏蔽柔性電纜;內置可輔助安裝的LED安裝指示燈。

                通過選裝的高級診斷工具ADTi?100和免費的ADT View軟件,可獲得更詳實的診斷數據。ADTi?100非常適合不易安裝的應用場合,并可用于現場診斷和查錯。

                尤其是,QUANTiC光柵配備LED安裝指示燈且具有極寬松的安裝公差,可幫助用戶快速、直觀地完成安裝過程,從而降低機器裝配成本,減少維護機器時的停機時間。此外,QUANTiC光柵的低電子細分誤差 (SDE) 和高分辨率特性還有助于提升直線電機的精度,減少速度紋波,從而實現更平穩的運動控制。

                Kim先生詳細說道:“選擇光柵系統時,除了光柵規格要滿足客戶的應用要求以外,我們還會考慮光柵在生產環境中的安裝難度和可靠性。設備制造商要求的產品交付周期一般都非常短,從收到訂單、設計、制造、測試到交付,我們通常只有3到6個月的時間?!薄傲慵陌惭b效率絕對是確保準時交付產品的關鍵因素之一。QUANTiC光柵具有寬松的安裝公差,因此安裝非常便捷。而且,通過觀察讀數頭上的LED安裝指示燈的顏色,我們可以快速確定信號強度是否達到標準,安裝是否成功。QUANTiC的這些特性可幫助我們節省時間、降低成本,并且增強了我們對產品的信心?!?/P>

                雷尼紹的EVOLUTE絕對式光柵具有許多與QUANTiC系列相同的優點,包括寬松的安裝公差和優異的抗污能力。通過高級診斷工具ADTa-100硬件和ADT View軟件,也可獲得有關EVOLUTE的更詳實的診斷數據。

                KOVERY在電機產品出廠前使用雷尼紹XL-80激光干涉儀進行測試和校準。XL-80用于機器校準和質量控制,它的運行速度快且精度高,線性測量精度可達0.5 ppm,而且輕巧便攜?!拔覀兊拇蟛糠挚蛻羰菍|量要求嚴苛的精密設備制造商,因此電機在出廠前必須通過嚴格的檢驗。我們使用雷尼紹XL-80激光干涉儀測量每臺直線電機的線性度、直線度和垂直度;此外還執行動態測量,包括速度紋波分析。XL-80激光干涉儀安裝快捷且易于使用,它無疑是我們執行產品測試的理想之選,”Kim先生說道。

                QUANTiC光柵的RTLC40鋼帶柵尺成卷供應,我們可以根據每臺電機的具體要求方便地將柵尺裁剪為所需長度,從而提升了生產靈活性。此外,雷尼紹的產品交付周期很短且性價比優,這些都是吸引我們的優點。雷尼紹的光柵幫助我們提升了產品競爭力。

                ——KOVERY Inc.(韓國)

              結果

                雷尼紹的光柵產品和激光校準系統幫助KOVERY打造出性能優異的直線電機,并應用在半導體制造等領域的先進制程機器設備中。雷尼紹與KOVERY之間的密切合作將繼續支持新型直線電機的研發。 Kim先生總結道:“我們專注于超高精度及高速直線電機的研發,不可能對產品內部的每個零部件都了如指掌。雷尼紹的售后支持服務非常出色,他們經常與我們的研發團隊緊密溝通,不僅在必要時提供相關培訓,還為我們解決了許多應用難題?!?/P>

              KOVERY Inc.簡介

                KOVERY公司是一家超精密電機制造商,持續致力于原創技術研發。他們的戰略目標是:通過超精密電機系統的商業化和規?;a,助力韓國相關產業的繁榮發展,以原創產品打入國際市場。截至目前,KOVERY已申請了200多項電機相關專利。

              (來源:雷尼紹)

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