Lineární krokový motor, známý také jakolineární krokový motor, je magnetické jádro rotoru interakcí s pulzním elektromagnetickým polem generovaným statorem za účelem vytváření rotace, lineární krokový motor uvnitř motoru pro přeměnu rotačního pohybu na lineární pohyb. Lineární krokové motory mohou provádět lineární pohyb nebo lineární vratný pohyb přímo. Pokud se jako zdroj energie pro převod na lineární pohyb použije rotační motor, jsou zapotřebí ozubená kola, vačkové struktury a mechanismy, jako jsou řemeny nebo dráty. Lineární krokové motory byly poprvé představeny v roce 1968 a následující obrázek ukazuje některé typické lineární krokové motory.
Základní princip externě poháněných lineárních motorů
Rotor externě poháněného lineárního krokového motoru je permanentní magnet. Když vinutím statoru protéká proud, generuje stator vektorové magnetické pole. Toto magnetické pole pohání rotor k otáčení v určitém úhlu, takže směr dvojice magnetických polí rotoru se shoduje se směrem magnetického pole statoru. Když se vektorové magnetické pole statoru otáčí o úhel, rotor se také otáčí v úhlu s tímto magnetickým polem. Pro každý vstupní elektrický impuls se elektrický rotor otočí o jeden úhel a posune se o jeden krok dopředu. Jeho výstupem je úhlový posun úměrný počtu vstupních impulsů a rychlost úměrná frekvenci impulsů. Změna pořadí napájení vinutí reverzuje motor. Rotaci krokového motoru lze tedy řídit řízením počtu impulsů, frekvence a pořadí napájení vinutí motoru v každé fázi.
Motor používá jako výstupní osu šroub a externí hnací matice je v záběru se šroubem vně motoru, čímž se do jisté míry zabrání otáčení matice vůči sobě navzájem, čímž se dosáhne lineárního pohybu. Výsledkem je výrazně zjednodušená konstrukce, která umožňuje použití lineárních krokových motorů přímo pro přesný lineární pohyb v mnoha aplikacích bez instalace externího mechanického spojení.
Výhody externě poháněných lineárních motorů
Přesné lineární šroubové krokové motory mohou nahradit válce vněkteré aplikace, čímž dosahují výhod, jako je přesné polohování, řiditelná rychlost a vysoká přesnost. Lineární šroubové krokové motory se používají v široké škále aplikací, včetně výroby, přesné kalibrace, přesného měření kapalin, přesného polohování a mnoha dalších oblastí s vysokými požadavky na přesnost.
▲Vysoká přesnost, opakovatelná přesnost polohování až ±0,01 mm
Lineární šroubový krokový motor snižuje problém interpolačního zpoždění díky jednoduchému převodovému mechanismu, přesnosti polohování, opakovatelnosti a absolutní přesnosti. Je to snazší dosáhnout než u "rotačního motoru + šroubu". Opakovatelná přesnost polohování běžného šroubu lineárního šroubového krokového motoru může dosáhnout ±0,05 mm a opakovatelná přesnost polohování kuličkového šroubu může dosáhnout ±0,01 mm.
▲ Vysoká rychlost, až 300 m/min
Rychlost lineárního krokového motoru je 300 m/min a zrychlení je 10 g, zatímco rychlost kuličkového šroubu je 120 m/min a zrychlení je 1,5 g. Rychlost lineárního krokového motoru se dále zlepší po úspěšném vyřešení problému s teplem, zatímco rychlost rotačního servomotoru a kuličkového šroubu je omezená, ale je obtížné ji dále zlepšit.
Vysoká životnost a snadná údržba
Lineární krokový motor s šroubem je vhodný pro vysokou přesnost, protože nedochází ke kontaktu mezi pohyblivými a pevnými částmi v důsledku montážní mezery a nedochází k opotřebení v důsledku vysokorychlostního vratného pohybu pohyblivých částí. Kuličkový šroub nemůže zaručit přesnost při vysokorychlostním vratném pohybu a vysokorychlostní tření způsobí opotřebení matice šroubu, což ovlivní přesnost pohybu a nesplní požadavky na vysokou přesnost.
Výběr lineárního motoru s externím pohonem
Při výrobě produktů nebo řešení souvisejících s lineárním pohybem doporučujeme inženýrům, aby se zaměřili na následující body.
1. Jaké je zatížení systému?
Zatížení systému zahrnuje statické a dynamické zatížení a velikost zatížení často určuje základní velikost motoru.
Statické zatížení: maximální tlak, který šroub v klidu snese.
Dynamické zatížení: maximální tlak, kterému šroub odolá, když je v pohybu.
2. Jaká je lineární rychlost chodu motoru?
Rychlost lineárního motoru úzce souvisí se stoupáním šroubu, jedna otáčka šroubu je jedno stoupání matice. Pro nízké otáčky je vhodné zvolit šroub s menším stoupáním a pro vysoké otáčky je vhodné zvolit šroub s větším stoupáním.
3. Jaký je požadavek na přesnost systému?
Přesnost šroubu: přesnost šroubu se obecně měří lineární přesností, tj. chybou mezi skutečným pohybem a teoretickým pohybem poté, co se šroub otočí po dobu jednoho suchého kruhu.
Přesnost opakovaného polohování: přesnost opakovaného polohování je definována jako přesnost systému, s jakou je schopen opakovaně dosáhnout zadané polohy, což je důležitý ukazatel systému.
Vůle: vůle šroubu a matice v klidu, když se obě osy vzájemně pohybují. S rostoucí dobou práce se v důsledku opotřebení zvyšuje i vůle. Kompenzace nebo korekce vůle lze dosáhnout maticí pro odstranění vůle. Pokud je vyžadováno obousměrné polohování, je vůle problémem.
4. Další možnosti
Při výběru je třeba zvážit také následující aspekty: Je montáž lineárního krokového motoru v souladu s mechanickým návrhem? Jak budete připojovat pohyblivý objekt k matici? Jaký je efektivní zdvih šroubové tyče? Jaký typ pohonu bude použit?
Čas zveřejnění: 16. listopadu 2022