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#Produkttrends
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Wo Linearmotoren das Design verbessern: Anwendungsbeispiel im mehrachsigen Bereich
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Eine Roboter-Steuerung XYZ Gantry
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Werkzeugmaschinenanwendungen sowie die Herstellung und Montage von Halbleiterkomponenten machen mehr als die Hälfte aller Linearmotoranwendungen aus. Das liegt daran, dass Linearmotoren präzise sind (wenn auch teuer im Vergleich zu anderen Linearbewegungsoptionen). Weitere Anwendungen für diese relativ neuen Bewegungskomponenten sind auch solche, die eine schnelle und präzise Positionierung oder langsame und extrem gleichmäßige Hübe erfordern.
Die Geschwindigkeiten der Linearmotoren reichen von einigen Zentimetern bis zu Tausenden von Zentimetern pro Sekunde. Die Designs können unbegrenzte Hübe und (mit einem Encoder) Genauigkeiten von ±1 μm/100 mm liefern. Aus diesem Grund setzen eine Vielzahl von Anwendungen in den Bereichen Medizin, Inspektion und Materialhandhabung Linearmotoren zur Steigerung des Durchsatzes ein.
Im Gegensatz zu Drehmotoren (die mechanische Dreh-zu-Linearvorrichtungen benötigen, um gerade Bewegungen zu erhalten) sind Linearmotoren Direktantriebe. So vermeiden sie den allmählichen Verschleiß herkömmlicher Zahnstangensätze. Linearmotoren vermeiden auch Nachteile von Rotationsmotoren wie Laufriemen und Riemenscheiben.... begrenzter Schub durch Zugfestigkeitsbegrenzungen, lange Einschwingzeiten, Riemendehnung, Umkehrspiel und mechanisches Aufziehen sowie Geschwindigkeitsbegrenzungen von etwa 15 ft/sec. Außerdem vermeiden Linearmotoren Ineffizienzen bei Führung und Kugelgewindetrieb (ca. 50 bzw. 90%) sowie Peitsche und Vibration. Sie zwingen die Designer auch nicht, die Geschwindigkeit (mit höheren Tonhöhen) für eine niedrigere Auflösung zu opfern.
Mehrachsige Tische, die Linearmotoren auf jeder Achse verwenden, sind kompakter als herkömmliche Aufbauten und passen daher in kleinere Räume. Ihre geringere Anzahl von Komponenten erhöht zudem die Zuverlässigkeit. Hier verbinden sich die Motoren mit regulären Antrieben, und (im Servobetrieb) schließt ein Motion Controller den Positionskreis.
Lineare Schrittmotoren liefern Geschwindigkeiten bis zu 70 Zoll/Sekunde und eignen sich für relativ schnell arbeitende Pick-and-Place- und Inspektionsmaschinen. Weitere Anwendungen sind Teilübergabestationen. Einige Hersteller verkaufen lineare Doppelschrittmotoren mit einem gemeinsamen Forcer zur Bildung von X-Y-Tischen. Diese Tische sind in beliebiger Ausrichtung montierbar und weisen eine hohe Steifigkeit und Ebenheit von wenigen Nanometern pro hundert Millimeter auf, um präzise Bewegungen auszuführen.
Einige kostensensible Anwendungen profitieren von Hybrid-Linearmotoren, da sie über kostengünstige ferromagnetische Platten verfügen. Ähnlich wie lineare Schrittmotoren variieren sie die magnetische Sättigung von der Druckplatte, um eine Gegenbewegung zur magnetischen Strömung zu erzeugen. Die Rückführung und ein PID-Regler mit Positioniersteuerung helfen dem Motor, die Leistung in Servoqualität zu erbringen. Der einzige Nachteil ist, dass Hybridmotoren eine begrenzte Leistung haben und eine Verzahnung durch die Kopplung zwischen Forcer und Platte aufweisen. Zwei Lösungen sind der Phasenversatz der Zähne und der Antrieb für die partielle Sättigung der Plattenzähne und der Abschnitte der Forcerzähne. Einige Hybridmotoren nutzen auch eine externe Kühlung, um die Leistung im Dauerbetrieb zu erhöhen.