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高速度、低能耗、可柔性控制的直线驱动技术

供稿:科瑞工业自动化系统(苏州)有限公司 2014/7/23 11:08:29

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  • 关键词: 科瑞LINMOT 管式直线电机 直线驱动
  • 摘要:全球管式直线电机的领导者科瑞LINMOT面向中国运动控制市场推出了高速度、低能耗、可柔性控制的直线驱动技术,主要应用于包装、食品加工、液体灌装、汽车零部件、烟草等领域,可以实现高速、高响应的多点位置、速度、加速度、以及力量的控制,给客户提供全新解决方案的同时,帮助客户节约成本,提升效益。

在中国制造业领域,生产成本的增大越来越多地困扰着企业的发展,产业结构调整迫在眉睫:企业需要提升生产效率和产品科技附加值的同时,尽力降低人工、能耗以及设备维护等各方面成本,以便在激烈的市场竞争中取得成功。

科瑞助力中国工控市场升级

中国制造业正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。这对传动及其控制技术提出了更高的要求。未来,运动控制将是推动机器设备革新和产业升级的关键,而先进的驱动技术势必将成为中国制造业转型升级的强大动力。

在这种趋势下,全球管式直线电机的领导者科瑞LINMOT面向中国运动控制市场推出了高速度、低能耗、可柔性控制的直线驱动技术,主要应用于包装、食品加工、液体灌装、汽车零部件、烟草等领域,可以实现高速、高响应的多点位置、速度、加速度、以及力量的控制,给客户提供全新解决方案的同时,帮助客户节约成本,提升效益。

与气缸、齿轮齿条、伺服电机配丝杠等传统直线驱动技术不同,这里的直线运动由电磁驱动,运动过程没有磨损,提高效率的同时,更大大延长了产品的使用寿命,简约的设计可替代传统气缸、凸轮盘、伺服电机与丝杠等方案,更好地满足客户及市场的需求

先进的纯电磁驱动原理

科瑞力摩直线电机采用先进的纯电磁驱动,将传统电机的定子的磁场打开,并进行侧向旋转,通过电流的变化对内部的动子形成直线的磁场力,从而直接实现直线运动的,省去了传统的旋转运动转化成直线运动所需要的各种结构。

与传统的直线驱动技术相比,具有以下显著优势:

    速度快

管式直线电机高速精准,而传统的电机加丝杠的方式,即使是欧美的电机配上20导程的丝杠,传动速度也只有1.6m/s,通常的运行速度在1m/s以下。而科瑞力摩直线电机的最大速度可以达到6m/s,通常的速度也在3m/s左右,是传统丝杠式的3倍。由于消除了机械运动组件间的磨损,电机定位也更加精准,可控性高。

对于企业来说,使用了更高速度的电机设备也就具备高更的生产效率,从而可以通过更少的设备,达到同样的产量,而设备所需要的生产空间、生产能耗以及维护成本都大大降低了。

   体积小

科瑞力摩管式直线电机引入了全新的功能单元及模块,整个电机仅由独立的定子和动子两部分组成,具有高度集成性,紧凑简约的设计,使得其体积只有传统系统的一半不到,而且电机本身采用合金材料,重量也仅为传统系统的1/3,这对于空间有限的应用场合来说尤为重要。

    能耗低

由于电机运动过程中,动子是悬浮在磁场中的,摩擦力很小,大大节约了由于摩擦而产生的发热能耗,整体能耗仅相当于传统气缸系统的3%

   免维护、使用寿命长

管式直线电动机消除了皮带以及与标准拉伸杆驱动解决方案相关的运动,由于可以利用更小的轴承将力直接传递到拉伸杆上,因此现在的电动机无需使用润滑油脂且免维护,并且即使长期工作在极端动态运动形式中,也能保持很长的使用寿命。

除标准系列外,科瑞力摩还提供HP高性能系列、Short Size短型系列、IP69K防水不锈钢食品级SSC系列、ATEX防爆系列,以及集直线与旋转运动于一身的PR系列直线旋转电机,可用于更加复杂的运动控制,以满足客户不同的应用需求。


自定义运动曲线可实现柔性控制

柔性控制的核心在于伺服驱动器,通过它可以实现复杂的运动曲线。科瑞力摩伺服驱动器可实现与主轴或者传送带进行同步,亦可进行主从控制或者龙门架式控制。同时可支持多种总线类型:如Profibus DPPowerLinkEtherCATProfinetEthernet IPSercosCANOpen等。

电机在运动过程中可通过伺服驱动器分段设定其行程、速度、加速度、力等参数,使运动曲线更加平滑,从而达到实现柔性控制的目的。在激光切割的应用中,优越的启停加速度保障了圆弧或者矩形的完整。在处理敏感产品的应用时,比如半导体生产过程中的晶圆传送,也可通过伺服驱动器设置非常温和、轻缓的运动,从而避免因硬性运动的碰撞而导致的损失。

此外在食品加工、包装、打印等领域该技术都有着广泛的应用,力矩模式更是被广泛应用于汽车零部件测试领域,如发动机气油混合开合度测试、汽车仪表盘中控按钮测试、汽车空调测试等。

根据应用需求选择最优驱动解决方案

LinMot Talk编程软件中可自定义运动曲线、实时监控直线电机及驱动器的当前运动状态(速度、位移、功率、温度)、I/O口配置等。直线电机启动时需要回零、过载或者供电电压不足都会导致驱动器报警,这时也可以通过Talk软件来操作、消除。驱动器有些总线协议是开放的,客户可以通过这些开放的接口自定义软件,而不必了解底层的固件,这大大缩短了开发周期,满足了不同行业客户个性化的应用需求。

Designer选型软件功能丰富,它可以根据客户的需求描述(负载、行程、速度、频率、定位精度等),产生各项指标的阈值,直线电机必须处于此阈值内,才可以持续、稳定的运行。有些时候,人工选型衡量不了因工作时间、周围环境、热过载、安装位置不准等造成的电机损伤,这种技术更有指导意义。


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