雷尼紹光柵（shān）產品助力打造設計“獨特”的直線電機
2022-9-1 來源：雷尼（ní）紹 作者：-
恒（héng）速控製（zhì）對於許多先（xiān）進的工業過程來說至關重要（yào），但傳統的電機設計會產（chǎn）生齒槽力，導致（zhì）電（diàn）機速度出現紋波。KOVERY Inc設計的一係（xì）列先進的（de）直（zhí）線電機集成了（le）雷尼紹光（guāng）柵（shān），可完美解決這一難（nán）題。
背景
直線（xiàn）電機廣泛應用於各大（dà）工業領域，包括平板顯示器 (FPD)、半導體、自（zì）動（dòng）化、醫療診（zhěn）斷、3D打印和機床等。直線電機類（lèi）同於（yú）定子和轉子（zǐ）被“鋪開（kāi）”的旋轉同步電機，但與旋（xuán）轉電機輸出旋轉扭矩不同，直線電機輸出的是沿著其行程方向上的推力。
KOVERY公司（sī）是一家位（wèi）於韓國京畿道的超精（jīng）密電機製（zhì）造商，該公司是業內領先的高（gāo）精度直線電機係統供應商，同時還持續（xù）致力於技術和產品研發。KOVERY的高（gāo）精度（dù）電機采用自有的專利技術（shù），可減小甚至消除導致速度紋波的（de）齒槽力，以及因直線電（diàn）機的定（dìng）子與動（dòng）子之間的電磁吸引力而導致的軸承加速磨損。
KOVERY直線電（diàn）機使用雷尼紹QUANTiC™係列增量式光柵實現換（huàn）向和位置控製（zhì）。KOVERY還使用了雷尼紹的其他（tā）測量產品，包括EVOLUTE™絕對式光柵，以及用於機器校準的XL-80激光幹涉儀。光柵是能夠（gòu）在（zài）惡劣環境（jìng）中提供可靠位置反饋的關鍵組件。
挑戰
大部分直線電機屬於“平（píng）板式直線電機”，其特點是永磁磁軌布置在一係列電磁線圈（動子）的下方（fāng）。
半（bàn）導體和FPD製造等領域的運動控製應用要求（qiú）嚴苛，必須精確控製動子的運（yùn）動。
恒速控製對（duì）於許多先進的工業過程來說（shuō）至關重（chóng）要，但傳統（tǒng）的電機設計會（huì）產生齒槽（cáo）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，這種電機的控製性能優異，但缺點是推力輸出會大幅降低。於是，KOVERY研發了一（yī）個采用“獨（dú）特”設（shè）計的電機係列，能夠在減小齒槽力的同（tóng）時又不會（huì）犧牲推力。
KOVERY總裁Kim Houng-joong先生介紹他們的（de）專利技術說：“市場上的直線電機類型多樣，每種設（shè）計都各（gè）有所長，但又各有短板。我們KOVERY獨創研（yán）發的直線電機首次將永磁體（tǐ）以直立形式排列，這樣永磁體能夠在動子線圈的（de）磁極片間穿過。這樣的（de）設計可（kě）確保磁（cí）通量（liàng）一致，且每條磁軌都具有獨立的磁路。在我們的設計中（zhōng），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（fǎ）向吸引力，同時又不會犧（xī）牲推（tuī）力。換言（yán）之，電機的整體推力增強，最大（dà）值可達到傳統直線電機的（de）至少兩倍。其他優點還包括重量輕、設計自由度高、裝配便（biàn）捷、擁有成本低等。”
位置編碼器可幫助直線電（diàn）機完成換向，實（shí）現平穩的運動和位置控製。抖動更低且細分誤差（chà）更小的光柵是首選，因（yīn）為（wéi）這些特性有助於實現更精確的位置控製，並可（kě）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（chuán）感器）電（diàn）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（yā）、扭結和彎曲性（xìng）能；最大工作溫度高，能夠承受電機線圈通電時預（yù）期產生的熱量。
如果（guǒ）讀（dú）數頭安（ān）裝在電磁（cí）線圈附（fù）近，則光柵還必須能夠抵禦強（qiáng）磁場的影響。
解決方案
KOVERY在其直（zhí）線電機中使用了一係列雷（léi）尼紹光柵，包括先進的（de）QUANTiC光柵。
針對半導體和FPD製（zhì）程設備應（yīng）用，KOVERY的直線電機配備了QUANTiC係列光（guāng）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（shào）EVOLUTE絕對式光（guāng）柵及RTLA50-S直線柵尺。
Kim先生繼續說道：“KOVERY的直線電機提供（gòng）多種規格，僅行程長度就有十餘（yú）種之多。有時，我們還需提供行程長達數米的定製產（chǎn）品。而且我們預計長行程直線電機的市場需求還將持續（xù）增加。QUANTiC光柵的RTLC40鋼（gāng）帶柵尺成卷（juàn）供應（yīng），我們可以根據每台電（diàn）機的具體要求方便地將柵尺裁（cái）剪為（wéi）所需長度，從而（ér）提升了生產靈活性。此外，雷尼紹的產品交付周期很短且（qiě）性價比優，這些（xiē）都是吸引我們的優點（diǎn）。雷尼紹的光柵幫助我們提升了產品競爭力。”
QUANTiC光柵（shān）的優點（diǎn）包括：兼容行業標準數字或模擬輸出（chū）格式（shì）；安裝和運行公差寬鬆，間隙為±0.3 mm，扭擺公差為±0.9°；運行速（sù）度（dù）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（róu）性電纜；內置可輔助安裝（zhuāng）的LED安（ān）裝指示燈。
通過選裝的高級診斷工具ADTi‑100和免（miǎn）費的ADT View軟件，可獲得更詳實的診斷數據。ADTi‑100非（fēi）常適合不易安裝的應用場合，並可（kě）用於現場診斷和查錯。
尤其是（shì），QUANTiC光柵配備LED安裝指示燈且具有極寬鬆的安裝公（gōng）差，可幫助用戶快速、直觀地完成安裝過（guò）程，從而降低（dī）機器裝配成本，減少維護機器時的停機（jī）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於（yú）提（tí）升（shēng）直線電（diàn）機的精度，減少（shǎo）速度紋波，從而實現更平穩的運動控（kòng）製（zhì）。
Kim先生詳細說道：“選擇光柵係統時，除了光柵規格要滿足客戶的應用要求以（yǐ）外，我（wǒ）們還會考慮光柵在生（shēng）產環境（jìng）中的安裝難（nán）度和可靠性。設備製（zhì）造（zào）商要求的產品交付周期一般都（dōu）非常短，從收到訂單、設（shè）計、製造、測試到交付，我們通常隻（zhī）有3到6個月的時（shí）間。”
“零件的安裝（zhuāng）效率絕對是確保準（zhǔn）時交付產品的關（guān）鍵因素之一。QUANTiC光（guāng）柵具有寬鬆的安裝公差，因此安裝非常便捷。而且，通過觀察讀數（shù）頭上的LED安裝指示燈的顏色，我們（men）可以快速確定信（xìn）號強度是否達到（dào）標準，安裝是否成功。QUANTiC的這些特性可幫助我（wǒ）們節省時間、降低成本，並（bìng）且增強（qiáng）了我們（men）對產品的信心。”
雷尼（ní）紹的EVOLUTE絕對式光柵具有（yǒu）許多與QUANTiC係列（liè）相同的優點，包括寬（kuān）鬆的安裝公差和優異的抗汙（wū）能（néng）力。通過（guò）高（gāo）級診斷工具ADTa-100硬件和ADT View軟件，也可獲得有關EVOLUTE的更詳（xiáng）實（shí）的診斷數據。
KOVERY在電機產品出廠前使用雷尼紹XL-80激光幹涉儀進行測試和校準。XL-80用於機器校準和質量控製，它的（de）運行速（sù）度快（kuài）且精度高，線（xiàn）性測量精度可（kě）達0.5 ppm，而且輕巧便攜。
“我們的大部分客戶（hù）是（shì）對質量要（yào）求嚴苛的精密（mì）設備製造商，因此電機（jī）在（zài）出廠前必須通過嚴格的檢驗。我們使用雷尼紹XL-80激光幹涉儀測量（liàng）每台直線電機的線（xiàn）性度、直線度和垂直度；此（cǐ）外還執行動態測量，包括速（sù）度紋波分析。XL-80激光幹涉儀安裝快捷且易於（yú）使用，它無疑是我們執行產品測試的理（lǐ）想之選，”Kim先生說道。
結（jié）果
雷尼紹（shào）的光柵（shān）產品和激光校準係（xì）統幫助KOVERY打造（zào）出性能優異的直線電（diàn）機，並應用在半導體製造（zào）等領域的先進製程機器（qì）設（shè）備中。雷尼（ní）紹與KOVERY之（zhī）間的（de）密（mì）切合作將繼續支持新（xīn）型直線電機的研發。
Kim先生總結道：“我們專注於超高（gāo）精度及高速直線電機的研發（fā），不可能對產品內部的每個零部件都了如指掌。雷尼紹的售後支持（chí）服務非常出色，他們經（jīng）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（nán）題。”
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如果您有機床行業、企業相關（guān）新聞稿件發表，或進行（háng）資訊合作，歡迎聯係本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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