详细说明
直线电机
直线电机源自于劳伦兹法则(Lorentz),即利用电流(I)与磁场(B)的相互作用而产生推力(F), 加上本身磁铁排列与多动子的运用,可实现行程不受限制与单轴多动子的独立运动,藉由搭配精密伺服回馈可轻易实现奈米定位精度的控制。
技术用语:
连续推力Fc(N)
定义为马达在环境温度25%C下,连续运动不休息所输出的推力,此连续推力对应施加给马达之连续电流|c。
连续电流lc[Arms]
定义为在环境温度25°C下,可连续供应给马达线圈的电流,亦为产生连续推力的电流。
瞬间推力Fp(N)
定义为马达在不超过一秒的时间可以输出的最大推力,一般用于加速或减速的目的。
瞬间电流lp[Arms)
定义为马达达到瞬间推力下所对应之瞬间大电流,在正常操作范围,瞬间电流可允许供给一秒。
极限推力Fu(N)
定义为马达在极限电流lu下所对应的输出推力。
极限电流lu[Arms)
定义为马达连续电流lc的五倍;在此电流下,马达输出之推力在饱和的非线性区内,推力常数会降低,输入此电流马达有过温风险,建议操作时间为0.5秒以下。
推力常数Kf[N/Arms]
定义为马达在单位电流下[Arms)的输出推力,把此参数乘以电流即可得到推力: F=I×Kf。
动子与定子间吸引力Fa (N)
定义在额定气隙下铁心式马达动子与定子之间的作用力,此力形成对滑块的预压,将由滑轨承受。
线圈最高温度Tmax(°C)
定义为马达线圈允许的最高温度。马达的实际平衡温度会取决于机构、冷却方式以及运动规划等等因素, 理论计算可能会有偏差,通常以实际测试为依据。
电气时间常数Ke(ms)
定义为供给马达的电流达到目标值63%所需要的时间,其值越小表示响应时间越快。
电阻(线间,25°C)R25 (Ω)
定义为马达在线圈温度25°C时所量测之线间电阻值;电阻值会随温度上升而提高。
电感(线间)L (mH)
定义为马达所量测之线间电感值。
极对距2τ(mm)
定义为定子上两同极性磁铁之间的距离,即为N→N或S→S。
反电动势常数Kv [Vrms/(m/s)]
定义为马达在磁石温度25°C时,单位速度所产生的感应电动势。发生于线圈感应到磁场变化时,反抗电流通过的电动势。
马达常数Km (N/√ ̄w)
定义为线圈以及磁石温度25°C时马达输出推力对消耗功率开根号的比值,越高的马达常数代表马达在输出特定推力时会有越低的功率损失,为判断马达效率的指标之一。
热阻RTH (°C/W)
定义为热量从马达线圈内到散热环境所受到之阻力;热阻越小表示相同热量输入下,线圈与散热环境的温差越小,亦表示散热效果越好。
热时间常数TTH (s)
定义为马达在供给连续电流下,线圈初始温度升至与线圈最高温度温差63%所需的时间。
最小流量(L/min)
定义为冷却液在额定水冷温度下,马达要达到水冷连续推力Fc[WC)需要的最小流量。
水冷温度(°C)
定义为在最小流量下,马达冷却液需在此温度才能达到水冷连续推力Fc[WC]。
压降△P (bar)
定义为冷却液在最小流量下的进出水口压力差。
瞬间推力最高速度Vmax,fp (m/s)
定义为在瞬间推力下,马达所能达到的最高速度;此参数需取决于最大操作电压。
最大输入功率PEL MAX (W)
定义为马达操作在瞬间推力最高速度VMAX.FP与最大热损失QP.H.MAX条件下所需要的输入功率。
最大热损失QP.H.MAX (W)
定义为马达在线圈最高温度TMAX时线圈产生的热损失。
堵转电流l0(Arms)
定义为当马达在环境温度25°C与堵转条件下,所能供给之电流上限,其值与散热条件有关。
堵转力F0(N)
定义为当马达在环境温度25°C与堵转条件下,所能供给之推力上限,其值与散热条件有关。
最大操作电压(VDC)
定义为马达在正常工作环境所能使用的最大操作电压。
直线电机分:铁心式直线电机,无铁心式直线电机,棒状电机
HIWIN线性马达可区分为铁心式线性马达及无铁心式线性马达,铁心式线性马达拥有较大的推力,而无铁心式的线性马达较为轻巧,拥有较佳的动态特性。马达与负较间皆没有任何传动机构,可直接驱动负载,除机构更为简单外,也因此拥有出色的动态响应,此外线性马达为非接触之设计,不会产生磨耗,因此可提供更高之精度,也可减少保养及维护。
铁心式直线电机
HIWIN 铁心式直线电机,具无磨耗、零背隙、低顿力与低速度链波等特性,加上动子推力密度大。可应用于高加减速之点对点需求运动,例如:自动化设备、工具机、半导体设备、玻璃切割机、雷射加工机、PCB加工、SMT机台、AOI光学检测设备、主动式抑振平台等。
最大速度 30 m/s
最大加速度 10G
0.1 m/s补偿前的速度涟波2~3 %
直驱(无旋转运动的组件转换直线运动)
与单轴工业机器人相比最高速度提升15倍,搭配复数动子
加工时间减少50%以上,∞UNLIMIT定子延伸衔接有效行程无限制
铁心式直线电机系列有:LMFC LMSA LMFA LMSC
HIWIN同步线性马达LMSA是属于线性驱动产品种推力较大的一型。它的特色在于高推力密度与低顿力。
此三相马达是由铁心构成的一次侧(动子)与永久磁铁构成的二次侧(定子)组成。由于定子可无限延长,所以行程将不受限制。
省空间
LMSA系列
- 高动态影响
- 低安装高度
- 具有高推力密度、低顿力
- 连续推力范围103N~1579N
- 瞬间推力范围289N~4458N
- 安装高度34mm.36mm
LMSA型号:
LMSS11,LMSS11L,LMSA11,LMSA11L,LMSA12,LMSA12L,LMSA13,LMSA13L,
LMSA21,LMSA21(L),LMSA22,LMSA22(L),LMSA23,LMSA23L,LMSA24,LMSA24L,
LMSA31,LMSA31L,LMSA32,LMSA32L,LMSA33,LMSA33L,LMSA34,LMSA34L,LMSAC3,LMSAC3L,LMSAC5,LMSAC5L
铁心式线性马达操作说明书
目录
1. 线性马达安装前注意事项
2. 机构安装介面
2.1 LMS/LMSA/LMSA/LMFA 系列机构安装精度
2.2 马达组装尺寸
2.2.1 LMS/LMSA 铁心式线性马达
2.2.2 LMF/LMFA 铁心式线性马达
3. 安装程序-LMS/LMSA/LMF/LMFA 铁心式线性马达
3.1 安装定子
3.2 安装动子座及动子
3.3 移动动子座及动子
3.4 安装定子
3.5 安装快速接头(LMF/LMFA 适用)
3.6 水冷接头流量(LMF/LMFA 适用)
4. 水冷式线性马达之水冷却机选用
4.1 马达冷却管路安装
4.2 水冷却机的冷却能力
4.3 水冷却机的泵浦流量
附录 A.定子选用之螺丝最小锁固深度表
附录 B.动定子螺纹孔规格表
附录 C.动子选用之螺丝最小锁固深度表
附录 D.锁固动定子螺丝扭力表
*停产通知:LMS 与 LMF 系列于 2016 年 4 月起停止销售,原 LMS 系列由 LMSA 系列替代,原 LMF 系列则由 LMFA 系列替代。
1. 线性马达安装前注意事项
使用本产品前,请务必详阅本使用手册,未遵照本注意事项之规定安装方式者,本公司不负任何可能造成之损坏、意外或伤害之责任。
. 使用前注意事项
1. 请于安装或使用本产品前,先确实检查外观是否有破损或毁坏,若有任何破损情形,请立即与本公司人员或经销商联络。
2. 请勿自行拆解或改装本产品。本公司产品均经过结构运算、电脑模拟及实体测试,故请勿在未徵求专业人员同意之前,自行拆解或改装本产品。
3. 儿童需被管理者监督以避免接触本产品。
4. 装有心脏节律器,禁止使用本产品。
5. 无相关产品使用经验者,必须交由专业人员进行。
.安全使用规范
1. 定子组合具有强大的磁场,使用上必须小心。
2. 磁性资料存取装置和精密机械仪器等,请勿靠近本产品,以免导致物件损坏。(如携带手錶、信用卡、敏感物….请不要靠近。)
3. 针对 ESD(静电放电)必须採取必要的预防措施。(如手套、鞋……等)
4. 组装和操作时,必须交由专业人员进行。
5. 组装时,避免使用铁磁性工具及螺丝。
6. 定子拆装作业时,须避免导磁性金属物件靠近,并特别注意手部夹伤的风险,务必谨慎处理。
7. 定子组合锁附时,需将强磁标签朝上。
8. 拿取或放置动子组合时,请勿拖曳线材。
9. 电缆线部分不可损坏或挤压,否则易触电。
10.请勿施加超过动子组合规定之最大连续电流。
11.请确认马达运行过程中电缆线不会干涉到其他物件(建议使用链条),并注意电缆线是否有足够之弯曲半径,以避免电缆线寿命降低。
12.机台运转时,禁止触摸动、定子组合。
13.机台运转时,请特别注意操作温度需于规定范围内。
14.机台停止运转后,如需拆取动子组合,请静置室温 25℃后再进行作业,以避免烫伤。
15.机台运转时,当侦测到任何不正常的异味、噪音、烟雾、热气或是异常的振动,请立即停止运转并关闭电源。
16.产品发生异常状况,请勿自行处理。请交由本公司合格技术人员维修或送回本公司处理。
17.擅自更换零件及拆解,将造成动、定子受损,本公司将不负任何损坏、意外或伤害之责任。
18.定子表面使用无尘室专用擦拭布沾酒精(95%工业用酒精)擦拭干净,建议每三个月一次;若为发尘较大之机台设备(如 PCB 成形机或钻孔机…等),建议每两週一次。
19.本产品自出厂日起一年内为有效的保固期,于此期间因不当使用(请参阅本说明书之注意与安装事项)、或自然天灾所造成的产品损坏,本公司不负责免费更换及维修产品之责任。
. 机构安装介面
2.1 LMS/LMSA/LMF/LMFA系列机构安装精度
在使用线性马达前,特别需要注意马达动定子间之间隙,此间隙值将会影响线性马达之性能及可靠度,因此设计良好的定位平台及适当的公差范围可以提昇产品的稳定性;以下为一般线性马达定位平台底座之剖面图及建议之公差,锁附定子组合的安装面建议平面精度为 0.02mm/300mm (如图一)。
图一、底座设计剖面图
马达组装尺寸
安装动定子组合时,需特别注意动定子之尺寸,如动子与定子之总组合高度 H、动子与定子之气隙 G1,气隙值将会影响线性马达之性能及可靠度(请参考表一与表二)。定子的形式分为不锈钢盖板式与环氧树脂注胶式。
2.2.1 LMS/LMSA铁心式线性马达
图二、LMS/LMSA 铁心式线性马达组合示意图
表一、LMS/LMSA 铁心式线性马达组合尺寸
2.2.2 LMF/LMFA水冷式线性马达
图三、LMF/LMFA 水冷式线性马达组合示意图
表二、LMF/LMFA 铁心式线性马达组合尺寸
3. 安装程序- LMS/LMSA/LMF/LMFA铁心式线性马达
注意:LMS/LMSA/LMF/LMFA 的动定子之间有极大(数百公斤)的吸力,请安装人员依照手册安装,以避免被动子与定子夹伤。
3.1 安装定子
先安装其中一组定子,安装时需注意滑轨与定子之平行度,再使用螺丝 将定子 安装于平台上。
注意:
1.磁铁警告标示需朝上。
2.定子选用之螺丝最大锁固深度依客户平台的螺纹孔而定;最小锁固深度请参考附录 A。
3.2 安装动子座及动子
使用螺丝 将动子座 安装于滑块 上。使用螺丝 8将动子 7安装于动子座。
注意:
1.安装动子时须注意动子与定子间之间隙,请参考(2.2.1-2.2.2),安装不正确时可能增加顿力或降低马达推力。
2.动子选用之螺丝最大锁固深度请参考附录 B;最小锁固深度为请参考附录 C。
3.3移动动子座及动子
移动动子座 于平台上方以方便安装其他定子。
3.4 安装定子
使用螺丝 11将定子10 安装于平台上,滑动动子座确认无任何干涉现象。
注意:
1.定子选用之螺丝最大锁固深度依客户平台的螺纹孔而定;最小锁固深度请参考附录 A。
2.锁附动定子组合之螺丝扭力强度请参考附录 D。
3.5 安装快速接头(LMF/LMFA适用)
水冷接头 为入水孔
水冷接头 为出水孔
注意:
1.使用扭力板手(最大扭力不得超过 100kgf-cm)将 1/8PT 牙径之接头锁紧于水冷接头上,接头上需缠绕白色止水带(thread seal tape)防止漏水,不正确的安装可能导致水冷接头损坏或破裂。
2.水冷迴路最大承受压力 10 bar。
3.6 水冷接头流量(LMF/LMFA 适用)
LMF/LMFA水冷式线性马达水冷接头之流量如下表所示,其水管之内径分别为 0~2 系列为 4mm,3~6 系列为 6mm。
4. 水冷式线性马达之水冷却机选用
4.1 马达冷却管路安装
当使用複数个以上的线性马达时,马达的冷却管路必须以并联的方式安装,示意图如图四(左侧马达的进水口与右侧马达的进水口相接,出水口以此类推)。
4.2 水冷却机的冷却能力
水冷却机在选定频率之下,冷却能力需大于马达最大热损失的总和。
范例如下,若是使用两个线性马达 LMFA31,对照型录规格表的「最大热损失」,其值为 324(W),则两个马达最大热损失总和为 2x324=648(W),以哈伯的水冷却机为例,型号 HWK-250PTS 在 50Hz 时的「冷却能力」为980(W),确实大于马达最大热损失的 648(W)。
4.3 水冷却机的泵浦流量
水冷却机在选定频率之下,泵浦流量需大于马达最小流量的总和,并且该泵浦流量对应的压力应大于马达内部冷却迴路之压降总和。若大型设备的冷却迴路较长,则应同时考虑迴路管长阻力造成的压降。
范例如下,若是使用两个线性马达 LMFA31,对照型录规格表的「最小流量」,其值为 4.0(L/min),则两个马达最小流量总和为 2x4.0=8.0(L/min),以哈伯的水冷却机为例,型号 HWK-250PTS 在 50Hz 时的「泵浦流量」为40(L/min),确实大于马达最小流量的 8.0(L/min)。泵浦流量对应压力请洽询水冷却机厂商。
(以上简略说明水冷却机的选用,若在选用上有疑问,建议可将上述资讯提供给水冷却机厂商询问讨论)
附录A.定子选用之螺丝最小锁固深度表
(参考 DIN912 标准,强度 10.9 之螺栓)
附录B.动定子螺纹孔规格表
附录C.动子选用之螺丝最小锁固深度表
附录D.锁固动定子螺丝扭力表
(参考DIN912标准,强度10.9之螺栓)
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相关标签:LMSA33L LMSA33L直线电机 LMSA33L直线电机平台
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