外部駆動型リニアモータの構造と選定

外部駆動リニアモーターの基本原理

 

外部駆動型リニアステッピングモーターの回転子は永久磁石です。固定子巻線に電流が流れると、固定子巻線はベクトル磁場を生成します。この磁場によって回転子が一定の角度で回転し、回転子の一対の磁場の方向が固定子の磁場の方向と一致します。固定子のベクトル磁場が一定角度回転すると、回転子もこの磁場と同じ角度で回転します。電気パルスが入力されるたびに、電気回転子は1角度回転し、1ステップ前進します。回転子は、入力されたパルス数に比例した角度変位と、パルス周波数に比例した速度を出力します。巻線への通電順序を変えると、モーターの回転方向が逆転します。したがって、ステッピングモーターの回転は、パルス数、周波数、および各相のモーター巻線への通電順序を制御することによって制御できます。

このモーターは、出力軸としてネジを使用し、外部駆動ナットをモーター外部のネジに噛み合わせることで、ネジナット同士の相対回転をある程度防止し、直線運動を実現します。その結果、設計が大幅に簡素化され、外部に機械的なリンケージを設置することなく、多くのアプリケーションでリニアステッピングモーターを直接使用して、高精度な直線運動を実現できます。

               外部駆動リニアモーターの利点

 

精密リニアスクリューステッピングモーターは、シリンダーの代わりに使用できます。いくつかのアプリケーション精密な位置決め、制御可能な速度、高精度といった利点を実現します。リニアスクリューステッピングモーターは、製造、精密校正、精密流体測定、精密位置移動など、高精度が求められる様々な分野で幅広い用途に使用されています。

▲±0.01mmまでの高精度、繰り返し位置決め精度

リニアスクリューステッピングモーターは、シンプルな伝達機構により、補間遅れの問題を軽減し、位置決め精度、繰り返し精度、絶対精度を実現します。「回転モーター＋スクリュー」よりも容易に実現できます。リニアスクリューステッピングモーターの通常のスクリューの繰り返し位置決め精度は±0.05mmに達し、ボールスクリューの繰り返し位置決め精度は±0.01mmに達します。

▲ 最高速度300m/分

リニアスクリューステッピングモーターの速度は300m/分、加速度は10Gですが、ボールスクリューの速度は120m/分、加速度は1.5Gです。リニアスクリューステッピングモーターの速度は、発熱問題を解決することでさらに向上しますが、「サーボモーター＆ボールスクリュー」の速度は限界があり、それ以上の向上は困難です。

長寿命でメンテナンスが簡単

リニアスクリューステッピングモーターは、取り付けギャップによる可動部と固定部の接触がなく、可動子の高速往復運動による摩耗も発生しないため、高精度に適しています。ボールスクリューでは高速往復運動における精度を保証できず、高速摩擦によってスクリューナットが摩耗し、運動精度に影響を与え、高精度の要求を満たすことができません。

               外部駆動リニアモーターの選択

直線運動関連の製品やソリューションを作成する場合、エンジニアは次の点に重点を置くことをお勧めします。