Роботизированный XYZ-портал

Более половины всех линейных двигателей используются в станкостроении, а также в производстве и сборке полупроводниковых компонентов. Это обусловлено их высокой точностью (хотя и высокой стоимостью по сравнению с другими вариантами линейного перемещения). Эти относительно новые компоненты движения применяются и в случаях, когда требуется быстрое и точное позиционирование или медленные, но очень плавные перемещения.

Диапазон скоростей линейных двигателей составляет от нескольких дюймов до тысяч дюймов в секунду. Эти конструкции обеспечивают неограниченное количество ходов и (с энкодером) точность до ±1 мкм/100 мм. Поэтому линейные двигатели используются в различных медицинских, инспекционных и погрузочно-разгрузочных системах для повышения производительности.

В отличие от роторных двигателей (которым для получения прямолинейных перемещений требуются механические устройства преобразования вращательного движения в линейное), линейные двигатели имеют прямой привод. Таким образом, они избегают постепенного износа традиционных реечных передач. Линейные двигатели также лишены недостатков роторных двигателей, работающих с ремнями и шкивами… ограниченной тяги из-за пределов прочности на разрыв; длительного времени установления; растяжения ремня, люфта и механического скручивания; и ограничений по скорости около 15 футов в секунду. Кроме того, линейные двигатели избегают неэффективности ходового винта и шарико-винтовой передачи (около 50 и 90% соответственно), а также биения и вибрации. Они также не вынуждают разработчиков жертвовать скоростью (с более высоким шагом) ради более низкого разрешения.

Многоосевые платформы с линейными двигателями на каждой оси компактнее традиционных, поэтому подходят для небольших пространств. Меньшее количество компонентов также повышает надёжность. В этом случае двигатели подключаются к обычным приводам, а (в сервоприводе) контроллер движения замыкает контур позиционирования.

Линейные шаговые двигатели развивают скорость до 70 дюймов/с, что подходит для относительно быстродействующих подъемно-транспортных и контрольно-измерительных машин. Другие области применения включают станции передачи деталей. Некоторые производители предлагают сдвоенные линейные шаговые двигатели с общим приводом для формирования координатных столов XY. Эти столы устанавливаются в любой ориентации и обладают высокой жесткостью и плоскостностью до нескольких нанометров на каждые сто миллиметров, что обеспечивает точность перемещений.

В некоторых экономичных приложениях гибридные линейные двигатели выгодны благодаря недорогим ферромагнитным пластинам. Подобно линейным шаговым двигателям, они изменяют насыщение магнитной индукции пластины, формируя противодействие магнитному потоку. Обратная связь и ПИД-регулятор с управлением позиционированием обеспечивают выходную мощность двигателя, соответствующую сервоприводу. Единственная проблема заключается в том, что гибридные двигатели имеют ограниченную выходную мощность и подвержены зубцовым колебаниям из-за связи между силовым приводом и пластиной. Два решения включают смещение фазовых зубцов и привод для частичного насыщения зубцов пластины и секций зубцов силового привода. Некоторые гибридные двигатели также используют внешнее охлаждение для повышения выходной мощности при непрерывной работе.