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滾柱導軌決定直線電機的質量
來源: | 作者:紅光滾柱 | 發布時間: 2012-01-05 | 1266 次瀏覽 | 分享到:
        所使用的滾柱導軌也會和別的因素一起對直線電動機的性能和質量起著共同的決定性作用。Etel公司在研制線性驅動裝置時碰到的一項挑戰就是要制造這樣一種導向裝置，使驅動裝置的磁性軌道要直接整合到導軌的型材中往。因此，他和Franke 公司一起研制了線性驅動裝置。
        直線電機在產業應用中越來越多地取代帶有易磨損機械傳動部件的驅動裝置。它們可以提供很高的速度和加速度、很好的調節精度并精確的定位。直線電動機的優點在于，所供給的電能可直接轉換成線性運動，完全不需要任何用于轉矩轉換機械的中間元件。
        直線電機的應用領域非常廣泛，包括醫療技術、光學、電子、紡織產業、機械制造、裝卸輸送及包裝產業等等。例如，電子結構元件的制造和加工的工藝過程的要求非常高：尺寸為1mm× 0.5mm的電子元件必須以非常高的精度與插裝的安全性進行定位。電子產業中插裝自動裝置的操縱周期時間經常小于0.5s，驅動裝置必須達到5μm的定位精度同時達到很高的加速度值。
對機械的要求特別高
        這種使用直線電機可以達到的加速度又對直線導軌的機械結構提出了很高的要求（圖1）。直線電機在操縱中會產生很高的持久性的軸向力。導向裝置必須吸收所出現的3000N的力。因此在高動態的運轉應用中（pick-and place）要求要有重量輕、剛性高并且堅固的機械導向裝置。
        此外，還要求直線電機具有很長的使用壽命。要求直線導軌要能運行20000km以上。不答應由于更換部件或再校準造成停工而發生昂貴的維修和修理用度的情況出現。導向系統必須在整個使用壽命期間減少維修或不需維修并且清潔地運行。在操縱期間，由于高溫順高動態的原因，不能答應潤滑劑和任何雜質有溢出的現象出現。在長壽命和維修周期之間必須有最佳的協調和配合。
直接驅動的線性系統的機械效率要遠遠高于旋轉驅動的系統。在直線電機系統中，惟一必須的機械部件是直線導軌。因此導向裝置要移動部分的質量應保持盡可能小。另外要求直線導軌的質量要小的原因在于，所移動的質量對直線電機的調節會產生直接的影響。
        對直線導軌的要求是：定位精度高、不需維修、使用壽命長、運行噪聲低、導軌質量小、加速度和速度高等等。此外，其經濟性也要好。Etel公司為了研制出滿足這些條件的線性驅動裝置，必須要找到一種適合的導軌。在此項工作中所面臨的挑戰是：驅動裝置的磁性軌道要直接整合到導軌的型材中往。
        為用戶定制的鋁滾柱導軌
        Franke公司為了滿足這些要求而研制出了為用戶定制的鋁滾柱導軌。鋁滾柱導軌有各種規格型號供給，為了上述的應用選擇了為用戶定制的鋁型材的FEH系列的型號。使用了特種的型材和特種滾柱導向板，它們具有為此項應用而調整的導軌外形輪廓。直線電機的磁性軌道和丈量系統整合到了直線導軌的鋁型材中。
        設計承載系數很高的滾柱在滾柱導向板中呈90°角錯位安放，以四點的幾何外形進行支撐。因此，可以從所有方向吸收同樣大小的力，也包括直線電機的很高的軸向力。設計尺寸較大的滾柱可以有較快的起動反應速度，安全和均勻地導向。對于高動態的運轉應用（pick-and place），特種導軌（圖2）由于其定義的精確運行實現所需要的重復精度。
        鋁滾柱導軌進行了整個壽命期間的潤滑，不需再進行補充潤滑，可以滿足不需維修的條件。帶外罩的滾柱可以防止潤滑劑的污染。據制造商介紹，整個系統終身不需維修。直線導軌在承載情況下速度可達10m/s，加速度可達 40m/s2。
        產業生產中所發生的運動很大一部分是線性運動。一些材料需要從一臺機器輸送到另一臺機器，零部件需要在一臺機器或裝置內部的各個加工工位之間往返運動。一些元件和粘結劑需要裝上或涂敷上，包裝袋要填充物料及封口。使用直線電機可以給設計師們提供解決這些工作任務的完整方案。根據分析猜測，歐洲的直線電機市場將會從2001年的4700萬歐元增長到2008年的1.04億歐元，其中德國占有大部分市場份額。
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