비용 효율적인 맞춤형 디자인 애플리케이션.

무철심 선형 모터는 반도체 및 전자 제품에 10년 이상 사용되어 왔지만, 여전히 많은 설계자와 OEM 업체들은 이를 "틈새 시장용" 제품으로 인식하고 있습니다. 그러나 포장, 조립 및 부품 적재 분야에서 볼 스크류를 대체하는 제품으로 선형 모터를 채택하는 산업이 늘어나면서, 선형 모터에 대한 인식이 점차 바뀌고 있습니다. 지난 10년간 선형 모터 기술의 비용이 하락했지만, 선형 모터와 볼 스크류 중 어떤 것을 선택할지는 적용 분야의 성능 요구 사항과 장비 또는 시스템의 수명 주기 동안의 총 소유 비용을 모두 고려해야 합니다. 다음은 볼 스크류와 선형 모터를 비교하고 선택할 때 고려해야 할 주요 매개변수입니다.

선형 모터가 탁월한 성능을 발휘하는 분야

선형 모터는 기본적으로 "펼쳐진" 서보 모터로, 영구 자석이 있는 회전자가 고정부(2차측)가 되고, 코일이 에폭시로 밀봉된 고정자가 가동부(1차측 또는 포서)가 됩니다. 선형 모터의 가장 큰 장점은 가동 부품이 없다는 점으로, 볼 스크류보다 훨씬 높은 위치 정밀도와 반복성을 구현할 수 있습니다. 위치 정밀도를 향상시키는 또 다른 이점은 엔코더에 있습니다. 볼 스크류는 일반적으로 모터에 장착된 회전식 엔코더를 사용하여 위치 피드백을 제공하는 반면, 선형 모터는 자기 또는 광학 선형 스케일을 사용하여 위치 피드백을 제공합니다. 선형 스케일은 부하에서의 위치를 ​​측정하여 실제 위치를 더욱 정확하게 읽어줍니다. 매우 높은 정밀도가 요구되는 응용 분야에서는 이러한 정확한 위치 피드백이 제품 사양을 충족하는 것과 재작업 또는 불량품 발생 여부를 결정짓는 중요한 요소가 될 수 있습니다.

회전형 선형 모터

이전 글에서 볼 스크류 적용 분야에서 속도와 이동 거리 간의 상충 관계에 대해 논의했습니다. 선형 모터는 이러한 측면에서도 이점을 제공합니다. 선형 모터의 허용 이동 거리는 이론적으로 무제한이며, 시스템의 다른 구성 요소(선형 베어링, 케이블 관리, 엔코더)에 따라 최대 이동 거리가 결정됩니다. 마찬가지로, 선형 모터의 최대 속도와 가속도는 볼 스크류보다 훨씬 높으며, 다른 시스템 구성 요소가 이러한 사양을 충족하도록 적절하게 설계될 경우 일반적으로 최대 10m/s의 속도와 10g의 가속도를 제공합니다. 시스템의 다른 구성 요소에 의해 제한되는 제약에도 불구하고, 선형 모터는 긴 이동 거리와 고속이 모두 요구되는 응용 분야에서 여전히 볼 스크류보다 우수한 성능을 발휘합니다. 또한 동일한 보조 부품에 독립적으로 구동되는 캐리지(1차 구동축)를 사용할 수 있다는 장점도 있습니다. 이는 포장재를 포장 매체에 넣기 전에 압축해야 하는 일부 포장 응용 분야에서 특히 유용합니다(예: 비닐봉투에 포장된 기저귀).

총 소유 비용 요소

유지보수와 신뢰성은 총 소유 비용 분석에서 중요한 기준이며, 선형 모터는 시스템 수명 동안 여러 가지 이점을 제공합니다. 첫째, 선형 모터는 기계적인 움직이는 부품이 없기 때문에 그 자체로는 유지보수가 필요하지 않습니다. 선형 지지 베어링에만 주기적인 윤활이 필요하며, 최근에는 많은 베어링에 "장기 윤활" 또는 "평생 윤활" 옵션이 제공되고 있습니다. 구동 시스템에 움직이는 부품이 없다는 것은 마모되어 교체가 필요한 구름 요소, 베어링 궤도 또는 씰이 없으므로 신뢰성을 향상시킵니다.

모든 선형 시스템에서는 환경과 밀봉 및 보호 커버의 필요성을 고려하는 것이 중요합니다. 선형 모터도 예외는 아니며, 기존의 볼 스크류 어셈블리보다 밀폐 및 보호가 더 어려울 수 있습니다. 하지만 대부분의 경우, 선형 베어링이 작동 환경에 맞게 적절히 밀봉되어 있다면 선형 모터는 볼 스크류보다 더 심한 오염에도 견딜 수 있습니다.

선형 모터의 경우, 가장 중요한 환경적 요인은 온도입니다. 무철심 선형 모터의 코일을 감싸는 데 사용되는 에폭시는 열을 쉽게 발산하지 못하기 때문에 모터와 장착 구조물의 적정 작동 온도를 유지하기 위해서는 강제 공기 냉각이나 수냉식 냉각이 필요할 수 있습니다. 일부 제조업체는 열 방출 능력이 뛰어난 에폭시를 사용하지만, 모터의 열 방출 성능과 온도가 모터의 출력에 미치는 영향을 확인하는 것이 중요합니다.

점점 더 많은 산업 분야와 응용 분야에서 긴 이동 거리, 고속, 그리고 높은 위치 정밀도에 대한 요구가 증가하고 있습니다. 다양한 유형의 선형 시스템이 이러한 세 가지 기준 중 두 가지를 충족할 수 있지만, 선형 모터는 타협 없이 세 가지 기준을 모두 충족할 수 있는 유일한 기술입니다. 처리량과 총 소유 비용이 기술 선택의 결정적인 요소가 되면서, 설계자와 OEM 업체들은 선형 모터 기술에 대한 이해도를 높여가고 있으며, 벨트, 랙 앤 피니언, 심지어 볼 스크류와 함께 '틈새 시장'에서 '주류' 기술로 자리매김하고 있습니다.