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從嚴苛環境到全自動倉儲——管狀直線電機優勢顯著

能量的形式多樣,可以是儲能,也可以是動能,即運動。電機就是將儲存的能量轉化為動能。

與其他萬物一樣,運動產生的方式也在不斷發展。

作為一種相對較新的驅動方式,管狀直線運動正越來越受到機床制造、工廠自動化、包裝、印刷和材料處理等各種應用的青睞。

由于在精度,速度,效率等各方面優勢顯著,管狀直線電機在制造業,物流和其他領域大受歡迎,本文將對這種電機和其他三種最常見的驅動方式展開比較與研究。

對于許多企業而言,能耗和員工安全都是重中之重,任何可以提高生產效率和員工安全的方法都值得考慮。

ANCA Motion來自澳大利亞,是運動控制系統與軟硬件的開發商和制造商,同時為其姐妹公司ANCA數控機床提供服務。2014年起,ANCA在其全球著名的工具和刀具磨床中配備了LinX®管狀直線電機,并將其應用在FX Linear和MX Linear刀具磨床中。

在精密工具制造業中,微米級精度和生產效率十分重要,配有LinX®管狀直線電機的設備不僅可以降低運行成本,還可獲得更好的表面光潔度,更高的效率和可靠性,因此深受客戶喜愛。

左圖:搭載LinX®的磨床所加工的刀具表面光潔度

右圖:滾珠絲杠磨床所加工的刀具表面光潔度

氣缸

氣缸的歷史大約可以追溯到第二次世界大戰。如今,它們是工廠的重要使用產品,可實現兩點間的快速移動(噪聲較大)。

它們是工廠電力的主要消耗源。據估計,由于工作時會產生大量的熱量,使用壓縮空氣直接執行運動所需的能量是使用電能的十倍。

盡管效率不高,但氣動技術已為人們所熟知,應用廣泛。

根據規模的不同,工廠有些情況下可能需要多臺空氣壓縮機和/或一個復雜的氣路系統才能將壓縮空氣輸送到所需位置。在這樣的氣路系統中,因為氣體泄漏造成的損耗是非常高的。

這種系統帶來的主要問題是它們缺乏靈活性。重新校準不同生產過程的空氣壓力有時需要幾個小時。

與氣缸不同,ANCA Motion的LinX®管狀直線電機采用基于伺服的閉環控制,可以快速輕松地更改運動位置,這意味著它可以盡可能地縮短不同生產過程之間的調整時間。它們還集成有分辨率為10um的位置傳感器,無需外部編碼器,不僅簡化了系統集成,同時也可滿足更高的質量和產量要求。

這樣,節約的能源成本可迅速與前期的投入成本相抵。相比于氣動技術,其回收期一般為18個月。

滾珠絲杠

相比氣動技術,滾珠絲杠的應用歷史更久遠,大約經歷了一個多世紀的發展。現今它仍然存在,并廣泛應用于各個領域,如動力轉向和機械臂移動。

這是一種間接的驅動方式,通過螺母和螺紋將旋轉運動變成直線運動。

滾珠絲杠運動有其實用性,從其使用的歷史便可見一斑,但它也有缺點。

它無法迅速加減速。運動部件之間的接觸會產生摩擦和磨損,因此需要潤滑劑。潤滑劑有可能會成為污染源。隨著時間的推移,磨損還會導致維護成本增加,性能下降。

由于螺紋與螺母之間存在著間隙,這也會引起另一個問題,就是反向間隙。

相比之下,LinX®管狀直線電機則更為靈活。由于其直接驅動的特點,它沒有反向間隙,動子(帶有銅繞組的電機線圈)和磁桿(帶有永磁鐵的密封不銹鋼管)之間沒有摩擦。沒有摩擦意味著磨損更少,壽命更長,加工出來的刀具或其他應用領域的產品質量更佳。

LinX®電機還能實現高達10米/秒的速度,大幅提升生產效率。

平板直線電機

平板直線電機(通常簡稱為直線電機)經常被描述為旋轉電機的展開版本,其中,旋轉電機的轉子(含永磁體)是平板直線電機的固定部分,而旋轉電機的定子(包含線圈)是平板直線電機的運動部分。

在非工廠環境中,這種原理的應用例子有磁懸浮列車和軌道炮。而在工業環境中,應用這種原理的平板直線電機可憑借其高精度,高加減速和高推力應用于材料處理和機床中。

與滾珠絲杠相比較,平板直線電機的優勢是沒有反向間隙。

這種電機的缺點是無法在惡劣的環境中使用。另外由于電機線圈和磁塊之間存在吸引力,會產生機械應力和熱量。這樣就可能需要使用單獨的冷卻系統,反過來增加了機器的整體成本。另外,強大的下壓力會導致直線導軌更快地磨損,從而需要經常進行更換。

為了解決以上這些問題,管狀直線電機的設計可以充分利用磁通量,電機線圈與磁桿之間沒有接觸,可實現更好的熱穩定性,延長設備使用壽命。同時,LinX®電機采用對稱設計,不存在下壓力。這些特性都使之可以勝任嚴苛環境下的工作任務。

所以廠商的設備可以以更低的成本,達到更優的精度。

來自澳大利亞的工程傳承,譽享全球

ANCA Motion的管狀直線電機最初是為了讓ANCA數控機床在激烈的國際競爭中贏得更多優勢而設計的。ANCA是數控刀具磨削技術的全球領導者,自1974年以來創造了一系列世界之最,其墨爾本工廠生產的產品幾乎全部都遠銷海外。

LinX®系列電機不僅在刀具制造方面有著多年的應用歷史,而且在全球擁有越來越多的客戶,在不同的行業和應用中發揮著廣泛的作用。這其中包括拾放,貼標,壓制,分揀,堆垛,傳送,產線分配以及自動化倉儲中的許多其他處理應用。

除了LinX®,ANCA還可提供系列的伺服驅動器,人機界面和控制系統。

ANCA Motion在開發運動控制解決方案方面有著數十年的經驗,還可與客戶合作研發定制化的解決方案。由工程,銷售和服務的專家組成的本地團隊可為其提供全力支持。

除了定制電機之外,ANCA Motion提供兩個系列的標準LinX®管狀直線電機:M系列(持續推力為80 N至287 N,峰值推力為1200N),防護等級IP 66,和S系列(持續推力為335 N至630 N,峰值推力為4270N),防護等級IP 67。

ANCA Motion是ANCA集團的全資子公司,設計和制造靈活的控制系統,特別是高精度的CNC設備。ANCA Motion根據OEM客戶的特殊要求定制化硬件和軟件。ANCA Motion可以提供一整套的解決方案,從交鑰匙的自動化控制包到單獨的產品,如數字伺服驅動器,運動控制器,軟PLC,CNC,IO模塊,電機,電纜和電氣柜等一系列優質產品。

免責聲明：市場有風險，選擇需謹慎！此文僅供參考，不作買賣依據。

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