一．直線(xiàn)電機(jī)概述

直線(xiàn)電機(jī)是將傳統(tǒng)電機(jī)的定子的磁場(chǎng)打開(kāi)，并進(jìn)行側(cè)向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)電流的變化對(duì)內(nèi)部的動(dòng)子形成直線(xiàn)的磁場(chǎng)力，從而直接實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的，省去了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)所需要的各種結(jié)構(gòu)。

與傳統(tǒng)的通過(guò)絲杠、齒輪齒條、同步帶、凸輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1. 速度快  傳統(tǒng)的電機(jī)加絲杠的方式，即使是歐美的電機(jī)配上20導(dǎo)程的絲杠，傳動(dòng)速度也只有1.6m/s，通常的運(yùn)行速度在1m/s以下。而直線(xiàn)電機(jī)的最大速度可以達(dá)到6m/s,通常的速度也在3m/s左右。在運(yùn)行速度上是傳統(tǒng)的絲杠式的3倍。

2. 體積小  由于直線(xiàn)電機(jī)取代了傳統(tǒng)的電機(jī)、減速機(jī)、絲杠及其他固定和連接器件一套系統(tǒng)，因而其體積只有原來(lái)一套系統(tǒng)的不到一半。

3. 重量輕  由于體積小，而且電機(jī)本身采用合金材料，通常重量是傳統(tǒng)系統(tǒng)的1/3。在一些需要搭載的系統(tǒng)上，Z軸的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的重量直接影響X,Y軸的功率。此時(shí)若垂直運(yùn)動(dòng)使用直線(xiàn)電機(jī)，可以把整個(gè)系統(tǒng)的功率都降低。

4. 能耗低  由于電機(jī)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)子是懸浮在磁場(chǎng)中的，摩擦力很小，因而節(jié)約了由于摩擦而產(chǎn)生的發(fā)熱的能耗。

5. 使用壽命長(zhǎng)  由于電機(jī)運(yùn)動(dòng)中摩擦力很小，從而運(yùn)動(dòng)對(duì)電機(jī)的損害也很小，具備了很長(zhǎng)的使用壽命。國(guó)外已有設(shè)備上的直線(xiàn)電機(jī)使用壽命有超過(guò)15年的。

二．科瑞力摩管式直線(xiàn)電機(jī)

科瑞力摩管式直線(xiàn)電機(jī)產(chǎn)自瑞士，其電機(jī)是由獨(dú)立的定子和動(dòng)子兩部分組成，外形類(lèi)似于氣缸，可以實(shí)現(xiàn)高速、高響應(yīng)的多點(diǎn)位置、速度、加速度、以及力量的控制。

與傳統(tǒng)的板式和U型槽式的直線(xiàn)電機(jī)相比，科瑞力摩管式直線(xiàn)電機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì)：

1.       磁場(chǎng)能量利用率更高

由于板式和U型槽式的直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子都有一面是開(kāi)放的，而管式直線(xiàn)電機(jī)的磁場(chǎng)是全封閉的，因而同樣的電流產(chǎn)生同樣的磁場(chǎng)時(shí)，動(dòng)子可以獲得更高的能量。體現(xiàn)在電機(jī)的性能上就是，電機(jī)的加速度更大，速度更快。

新型的U型槽式直線(xiàn)電機(jī)的最大加速度是60g, 而交流的管式直線(xiàn)電機(jī)的最大加速度可以達(dá)到100g。平板式直線(xiàn)電機(jī)的最大速度一般在5m/s左右，而管式直線(xiàn)電機(jī)的最快速度可以達(dá)到6m/s以上。

落實(shí)到具備的設(shè)備生產(chǎn)中，使用了更高速度的電機(jī)的設(shè)備也就具備了更高的生產(chǎn)效率。從而可以通過(guò)更少的設(shè)備，達(dá)到同樣的產(chǎn)量。而設(shè)備所需要的生產(chǎn)空間、生產(chǎn)能耗以及維護(hù)成本都大大降低了。

2.       安裝使用更為簡(jiǎn)單

板式和U型槽的直線(xiàn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，決定了其使用的時(shí)候必須要加裝外置的反饋才能夠?qū)崿F(xiàn)伺服控制。市場(chǎng)上直線(xiàn)電機(jī)用的比較穩(wěn)定的光柵尺，其產(chǎn)品的價(jià)格動(dòng)輒都幾千或者上萬(wàn)。

科瑞力摩管式直線(xiàn)電機(jī)內(nèi)置了位置傳感器，電機(jī)自身可以實(shí)現(xiàn)速度環(huán)、位置環(huán)和力量環(huán)的閉環(huán)控制，位置控制的重復(fù)精度為0.05mm，推力的控制精度可以達(dá)到0.1N,。

直線(xiàn)電機(jī)在未使能的狀態(tài)下，動(dòng)子和定子都是分離的。但是板式和U型槽的直線(xiàn)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)上是開(kāi)放的，從而兩個(gè)部分會(huì)完全脫開(kāi)。在使用過(guò)程中，必須要加裝導(dǎo)軌并固定。

而管式直線(xiàn)電機(jī)由于動(dòng)子是套在定子內(nèi)部的，電機(jī)使能狀態(tài)對(duì)二者不構(gòu)成影響，因而在一些推動(dòng)和剔除應(yīng)用的時(shí)候只需要將定子固定即可，從而簡(jiǎn)化的電機(jī)使用中的安裝要求。

3.       科瑞力摩管式直線(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)加旋轉(zhuǎn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)

在很多的拾取和裝配動(dòng)作上都需要在Z軸的方向上再增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)物體

方向的改變。通常的實(shí)現(xiàn)方法是在Z軸機(jī)構(gòu)的末端增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這樣的結(jié)構(gòu)會(huì)使得Z軸的負(fù)載變得更大，從而在X、Y軸上需要更大功率的電機(jī)。另外，旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不在同一條線(xiàn)上，結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制的算法上都變得比較復(fù)雜。

由于管式直線(xiàn)電機(jī)的主體是圓柱型的，從而動(dòng)子和定子有很好的同心度，可以通過(guò)一個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)加旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都是伺服控制的，旋轉(zhuǎn)的重復(fù)精度達(dá)到0.05度，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)精度為0.05mm。

三．科瑞力摩管式直線(xiàn)電機(jī)的應(yīng)用

科瑞力摩管式直線(xiàn)電機(jī)目前已在歐美的設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。

主要涉及以下行業(yè)：

1.       包裝行業(yè)，主要客戶(hù)如德國(guó)的 KLONES、KHS以及SIDEL 、Uhlmann等

2.       汽車(chē)行業(yè)，主要客戶(hù)包括BOSCH， CONTIMENTAL， ZF等。

3.       煙草行業(yè)， 如意大利的GD。

4.       自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)， 如瑞士的維氏軍刀，勞力士手表等等。