雷尼紹光（guāng）柵產品助力打造設計“獨（dú）特”的直線電（diàn）機
2022-9-1 來源：雷尼紹 作者：-
恒速控製對於許多先進的工業（yè）過程來說至關重要，但傳統的電機（jī）設計會（huì）產生齒槽力，導致電機速度出現紋（wén）波。KOVERY Inc設計的一係列先（xiān）進的直線電機集成了雷尼紹光柵，可完美（měi）解決這一難題。
背景
直線電機廣泛應用（yòng）於各大工業領域，包括平板顯示器 (FPD)、半導（dǎo）體、自動化、醫（yī）療診斷、3D打印和機（jī）床等。直線電（diàn）機類同於定子和轉（zhuǎn）子被“鋪開”的旋轉同步電機，但與旋轉電機輸出旋轉扭矩不同，直線電機輸出的是沿著（zhe）其行程方向上的推力。
KOVERY公（gōng）司是一家位於韓國（guó）京畿道的超精密電機製造商，該公司是業內領（lǐng）先的高精度直線電機係統供應商，同時（shí）還持續致力於（yú）技術和產品研發。KOVERY的（de）高精（jīng）度電（diàn）機采用自有的（de）專利技術，可減小甚至消除導致速度紋波的齒槽力，以及因（yīn）直線電機的定子（zǐ）與動子之間的電磁吸（xī）引（yǐn）力而導致的（de）軸（zhóu）承加速（sù）磨（mó）損（sǔn）。
KOVERY直線電機使用雷尼紹QUANTiC™係列增量式（shì）光柵實現換向和位置控製。KOVERY還使用了雷尼紹的其他測量產品，包括EVOLUTE™絕對式光柵，以及用於（yú）機器校準的XL-80激光幹涉儀。光柵是能（néng）夠在惡劣環境中提供可靠位置反饋的關鍵組件。
挑戰
大部（bù）分直線電機屬於“平板式直線電機”，其特點是永磁磁（cí）軌布置在一係列電（diàn）磁線圈（動（dòng）子）的下方。
半導體和FPD製造等領域的運動控製應用要求嚴苛，必須精（jīng）確控製動（dòng）子的運動。
恒速控製對於許多先進的（de）工業過程來說至關（guān）重要，但（dàn）傳統的電機設計會產生齒槽力，導（dǎo）致電（diàn）機速度出現紋波。
設計人員還可（kě）以選擇使用無槽（無鐵芯）平板式電機（jī），這種電機的控製性能優異，但（dàn）缺點是推力輸出會大幅降低。於是，KOVERY研發了一個采（cǎi）用“獨特”設計（jì）的電機係列，能夠在減小齒槽力的同時又不會犧牲推力。
KOVERY總（zǒng）裁Kim Houng-joong先生介紹他們的專（zhuān）利技術說：“市場上的直線電機類型多樣，每種設（shè）計都各有所長，但又各有短板。我們KOVERY獨創研發（fā）的直線電機首次將永（yǒng）磁體以直立形式排列，這樣永磁體能夠在（zài）動子線圈的磁極片間穿過。這樣的設計可確保（bǎo）磁通量一致，且每條（tiáo）磁軌都具（jù）有獨立的磁（cí）路。在我們的設計中，磁軌數量越多，電機輸出功率越大。這種設計還可有（yǒu）效減小有槽鐵芯和磁軌之間的法向吸引力，同時又不會（huì）犧牲推力。換言之，電機的整體推力增強，最大值可達到（dào）傳（chuán）統直線電機的至少兩倍。其他優點還包括重量輕、設計自由度高、裝（zhuāng）配便捷、擁有成（chéng）本低等。”
位置編（biān）碼器可幫助直線電機完成換向，實現平穩的運動和位置控製。抖動更低且細（xì）分誤差更小的光柵是首選，因為這些特性有助於實現（xiàn）更精確的位置控（kòng）製，並可減小速度紋（wén）波。
在直線電（diàn）機中工作的光柵（shān）需要具有兩個關鍵設計特性：讀數頭（傳感器）電纜的最小彎曲（qǔ）半（bàn）徑小且（qiě）電纜（lǎn）壽命長，以確保機器的電纜軌道具（jù）有優異（yì）的抗擠壓、扭結和彎曲性（xìng）能；最大工作溫度高，能夠承受電機線圈通（tōng）電時預（yù）期產生的熱量。
如果讀數（shù）頭安裝在電磁線圈附近，則光（guāng）柵還必須能夠抵禦強磁場的影響。
解決方案（àn）
KOVERY在其直線電機中使用了一係列雷尼紹光柵，包括先進的QUANTiC光柵。
針對半導體和FPD製程設備應用，KOVERY的直線電機（jī）配備（bèi）了QUANTiC係列光柵，它（tā）具備以下特性：分辨率達到0.2 µm，配用RTLC40增量式柵尺，可輸出模擬或數字（zì）信號。針對其他（tā）應用，KOVERY的電機則配備了雷尼紹EVOLUTE絕對式光柵及RTLA50-S直線柵（shān）尺。
Kim先生繼續說道：“KOVERY的直線電機提（tí）供多種規格，僅行程長度就有（yǒu）十餘種（zhǒng）之多。有時，我們還需提供行程長（zhǎng）達數米的定製產品。而且我（wǒ）們預計長行（háng）程直線電機的市場需求還將持續增加。QUANTiC光柵的RTLC40鋼帶柵尺成卷供應，我們可（kě）以根據每台電機的具體要求方便地將柵尺裁（cái）剪為所（suǒ）需長度，從而提升了生產靈活性。此外（wài），雷尼紹的（de）產品交（jiāo）付周（zhōu）期很短且性價比優，這些都是吸引我們的優點（diǎn）。雷尼紹的光柵幫助我（wǒ）們提升了產品競爭力。”
QUANTiC光柵（shān）的（de）優點包括：兼（jiān）容行業標（biāo）準數字或模擬輸出格式；安裝和運行公差寬鬆，間隙為±0.3 mm，扭擺公差為±0.9°；運行速度高（gāo）達24 m/s；電子細分誤差 (SDE) 低（dī）至±80 nm；配備具有EMI防（fáng）護功能的單屏蔽柔性電纜；內置可（kě）輔助安（ān）裝的LED安裝指（zhǐ）示燈。
通過（guò）選裝的高級診斷工具ADTi‑100和（hé）免費的ADT View軟件，可獲得更詳實的診斷數據。ADTi‑100非常適合不易安裝的應用場（chǎng）合，並可用於現場診斷和查錯（cuò）。
尤其是，QUANTiC光柵配備LED安裝指示燈且具有極寬鬆的安裝公差，可幫助用戶快速、直觀地（dì）完成（chéng）安裝（zhuāng）過程，從而降低機器裝配（pèi）成本，減少維護機器（qì）時的停機時間。此外，QUANTiC光柵的低電子細分誤差 (SDE) 和高分（fèn）辨率特性還有助於提升（shēng）直（zhí）線電機的精度，減少速度紋波，從而實現更平穩的運動控製。
Kim先生詳細說道：“選擇光柵係統時，除了光柵規（guī）格（gé）要滿足客戶的應用要求（qiú）以外，我（wǒ）們還會考慮光柵在生產環（huán）境中的安裝難度和可靠性。設備製造商要求（qiú）的產品交付周期一般都非常短，從收到訂（dìng）單、設計、製造、測試到交付，我們通常隻有3到6個月的時間。”
“零件的安裝效率絕對（duì）是確保準時交付產品的（de）關鍵因素之一。QUANTiC光柵具有寬鬆的安裝公差，因此安裝非常便捷。而且，通過觀察讀數頭上的LED安裝指示燈的顏（yán）色，我們可以快速確定信（xìn）號強度是（shì）否達到標準，安裝是否成功。QUANTiC的（de）這些特性（xìng）可幫助我們節省時（shí）間、降低成本，並且增強（qiáng）了我們對產品的信心（xīn）。”
雷尼紹的EVOLUTE絕對式光柵具有許多與QUANTiC係列相同（tóng）的優點，包括寬鬆的安裝公差和優異的抗汙能力。通過（guò）高級診斷工具ADTa-100硬件和ADT View軟件，也可獲得（dé）有關EVOLUTE的（de）更詳實的診斷數據（jù）。
KOVERY在電機產品出廠（chǎng）前使用雷尼紹XL-80激光幹涉儀（yí）進行測試和校準（zhǔn）。XL-80用於機器校準和質量控製，它的運行速度快且（qiě）精度（dù）高，線性測量精度（dù）可達0.5 ppm，而且輕巧便攜。
“我們的大部分客戶是對質（zhì）量（liàng）要求嚴苛的精密（mì）設（shè）備製造商，因此電機在出廠前必須通過嚴格的檢（jiǎn）驗。我們使用雷尼紹XL-80激光幹涉儀測量每台直線電機的線（xiàn）性度、直線度和垂直度；此外還執行動態測量，包括速度紋波分析。XL-80激（jī）光（guāng）幹（gàn）涉儀安裝快捷且易於使用，它無疑是我們執（zhí）行產品測試的理想之選，”Kim先生說（shuō）道。
結果
雷尼紹（shào）的光柵產（chǎn）品和激光校準係統幫助KOVERY打（dǎ）造出（chū）性能優異的（de）直線電機，並應用（yòng）在半導體製造等領域的先（xiān）進製程機器設（shè）備中。雷尼紹與KOVERY之（zhī）間的密切合作將繼續支（zhī）持新型直線電（diàn）機的研發。
Kim先生（shēng）總結（jié）道：“我們專注於超高（gāo）精度及高速直線電機的研發，不可（kě）能對產品內（nèi）部的每個零部件都了如指掌。雷尼紹的售後支持服務非常（cháng）出色，他們經常與（yǔ）我們的（de）研發團隊緊密（mì）溝通，不僅在必要時（shí）提供相關培訓，還為（wéi）我們解決了許多應用難題。”
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如果您有機床行（háng）業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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