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    直線電機LMFA43

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    更新時間:2021-01-25 08:37:39瀏覽次數(shù):194

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    產(chǎn)品簡介

    鐵心式直線電機:LMFA系列-LMFA43

    詳細(xì)介紹


    直線電機
    直線電機源自于勞倫茲法則(Lorentz),即利用電流(I)與磁場(B)的相互作用而產(chǎn)生推力(F), 加上本身磁鐵排列與多動子的運用,可實現(xiàn)行程不受限制與單軸多動子的獨立運動,藉由搭配精密伺服回饋可輕易實現(xiàn)奈米定位精度的控制。

    技術(shù)用語:

    連續(xù)推力Fc(N)
    定義為馬達(dá)在環(huán)境溫度25%C下,連續(xù)運動不休息所輸出的推力,此連續(xù)推力對應(yīng)施加給馬達(dá)之連續(xù)電流|c。

    連續(xù)電流lc[Arms]
    定義為在環(huán)境溫度25°C下,可連續(xù)供應(yīng)給馬達(dá)線圈的電流,亦為產(chǎn)生連續(xù)推力的電流。

    瞬間推力Fp(N)
    定義為馬達(dá)在不超過一秒的時間可以輸出的大推力,一般用于加速或減速的目的。

    瞬間電流lp[Arms)
    定義為馬達(dá)達(dá)到瞬間推力下所對應(yīng)之瞬間大電流,在正常操作范圍,瞬間電流可允許供給一秒。

    極限推力Fu(N)
    定義為馬達(dá)在極限電流lu下所對應(yīng)的輸出推力。

    極限電流lu[Arms)
    定義為馬達(dá)連續(xù)電流lc的五倍;在此電流下,馬達(dá)輸出之推力在飽和的非線性區(qū)內(nèi),推力常數(shù)會降低,輸入此電流馬達(dá)有過溫風(fēng)險,建議操作時間為0.5秒以下。

    推力常數(shù)Kf[N/Arms]
    定義為馬達(dá)在單位電流下[Arms)的輸出推力,把此參數(shù)乘以電流即可得到推力: F=I×Kf

    動子與定子間吸引力Fa (N)
    定義在額定氣隙下鐵心式馬達(dá)動子與定子之間的作用力,此力形成對滑塊的預(yù)壓,將由滑軌承受。

    線圈高溫度Tmax(°C)
    定義為馬達(dá)線圈允許的高溫度。馬達(dá)的實際平衡溫度會取決于機構(gòu)、冷卻方式以及運動規(guī)劃等等因素, 理論計算可能會有偏差,通常以實際測試為依據(jù)。

    電氣時間常數(shù)Ke(ms)
    定義為供給馬達(dá)的電流達(dá)到目標(biāo)值63%所需要的時間,其值越小表示響應(yīng)時間越快。

    電阻(線間,25°C)R25 (Ω)
    定義為馬達(dá)在線圈溫度25°C時所量測之線間電阻值;電阻值會隨溫度上升而提高。

    電感(線間)L (mH)
    定義為馬達(dá)所量測之線間電感值。

    極對距2τ(mm)
    定義為定子上兩同極性磁鐵之間的距離,即為N→N或S→S。


    反電動勢常數(shù)Kv [Vrms/(m/s)]
    定義為馬達(dá)在磁石溫度25°C時,單位速度所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。發(fā)生于線圈感應(yīng)到磁場變化時,反抗電流通過的電動勢。

    馬達(dá)常數(shù)Km (N/
    √ ̄w)
    定義為線圈以及磁石溫度25°C時馬達(dá)輸出推力對消耗功率開根號的比值,越高的馬達(dá)常數(shù)代表馬達(dá)在輸出特定推力時會有越低的功率損失,為判斷馬達(dá)效率的指標(biāo)之一。

    熱阻RTH (°C/W)
    定義為熱量從馬達(dá)線圈內(nèi)到散熱環(huán)境所受到之阻力;熱阻越小表示相同熱量輸入下,線圈與散熱環(huán)境的溫差越小,亦表示散熱效果越好。

    熱時間常數(shù)T
    TH (s)
    定義為馬達(dá)在供給連續(xù)電流下,線圈初始溫度升至與線圈高溫度溫差63%所需的時間。


    小流量(L/min)
    定義為冷卻液在額定水冷溫度下,馬達(dá)要達(dá)到水冷連續(xù)推力Fc[WC)需要的小流量。

    水冷溫度(°C)
    定義為在小流量下,馬達(dá)冷卻液需在此溫度才能達(dá)到水冷連續(xù)推力Fc[WC]。

    壓降△P (bar)
    定義為冷卻液在小流量下的進(jìn)出水口壓力差。

    瞬間推力高速度Vmax,fp (m/s)
    定義為在瞬間推力下,馬達(dá)所能達(dá)到的高速度;此參數(shù)需取決于大操作電壓。

    大輸入功率PEL MAX (W)
    定義為馬達(dá)操作在瞬間推力高速度V
    MAX.FP與大熱損失QP.H.MAX條件下所需要的輸入功率。

    大熱損失QP.H.
    MAX (W)
    定義為馬達(dá)在線圈高溫度T
    MAX時線圈產(chǎn)生的熱損失。

    堵轉(zhuǎn)電流l
    0(Arms)
    定義為當(dāng)馬達(dá)在環(huán)境溫度25°C與堵轉(zhuǎn)條件下,所能供給之電流上限,其值與散熱條件有關(guān)。

    堵轉(zhuǎn)力F0(N)
    定義為當(dāng)馬達(dá)在環(huán)境溫度25°C與堵轉(zhuǎn)條件下,所能供給之推力上限,其值與散熱條件有關(guān)。

    大操作電壓(VDC)
    定義為馬達(dá)在正常工作環(huán)境所能使用的大操作電壓。


    直線電機分:鐵心式直線電機,無鐵心式直線電機,棒狀電機
    HIWIN線性馬達(dá)可區(qū)分為鐵心式線性馬達(dá)及無鐵心式線性馬達(dá),鐵心式線性馬達(dá)擁有較大的推力,而無鐵心式的線性馬達(dá)較為輕巧,擁有較佳的動態(tài)特性。馬達(dá)與負(fù)較間皆沒有任何傳動機構(gòu),可直接驅(qū)動負(fù)載,除機構(gòu)更為簡單外,也因此擁有出色的動態(tài)響應(yīng),此外線性馬達(dá)為非接觸之設(shè)計,不會產(chǎn)生磨耗,因此可提供更高之精度,也可減少保養(yǎng)及維護。



    鐵心式直線電機
    HIWIN 鐵心式直線電機,具無磨耗、零背隙、低頓力與低速度鏈波等特性,加上動子推力密度大。可應(yīng)用于高加減速之點對點需求運動,例如:自動化設(shè)備、工具機、半導(dǎo)體設(shè)備、玻璃切割機、雷射加工機、PCB加工、SMT機臺、AOI光學(xué)檢測設(shè)備、主動式抑振平臺等。
    大速度 30 m/s 
    大加速度 10G
    0.1 m/s補償前的速度漣波2~3 %
    直驅(qū)(無旋轉(zhuǎn)運動的組件轉(zhuǎn)換直線運動)

    與單軸工業(yè)機器人相比高速度提升15倍,搭配復(fù)數(shù)動子
    加工時間減少50%以上,∞UNLIMIT定子延伸銜接有效行程無限制



    鐵心式直線電機系列有:LMFC  LMSA  LMFA  LMSC

    鐵心式直線電機
    HIWIN 鐵心式直線電機,具無磨耗、零背隙、低頓力與低速度鏈波等特性,加上動子推力密度大。可應(yīng)用于高加減速之點對點需求運動,例如:自動化設(shè)備、工具機、半導(dǎo)體設(shè)備、玻璃切割機、雷射加工機、PCB加工、SMT機臺、AOI光學(xué)檢測設(shè)備、主動式抑振平臺等。
    大速度 30 m/s 
    大加速度 10G
    0.1 m/s補償前的速度漣波2~3 %
    直驅(qū)(無旋轉(zhuǎn)運動的組件轉(zhuǎn)換直線運動)

    與單軸工業(yè)機器人相比高速度提升15倍,搭配復(fù)數(shù)動子
    加工時間減少50%以上,∞UNLIMIT定子延伸銜接有效行程無限制


    鐵心式直線電機系列有:LMFC  LMSA  LMFA  LMSC

    LMFA系列
    HIWIN永磁同步線性馬達(dá)LMFA具有水冷系統(tǒng),藉由特殊的電磁與散熱設(shè)計,此款馬達(dá)擁有超高推力密度,大瞬間推力可達(dá)20.000N。此三相馬達(dá)是由鐵心構(gòu)成的一次側(cè)(動子)與磁鐵構(gòu)成的二次側(cè)(定子)組成。
    動子可視情況使用復(fù)數(shù)個動子,定子數(shù)量可無限延長,馬達(dá)可移動的行程將不受限制。LMFA系列被廣泛應(yīng)用于工具機產(chǎn)業(yè),鐳射加工業(yè),玻璃切割機及主動式
    水冷設(shè)計-LMFA系列抑制平臺等。
    • 水冷設(shè)計
    • 超高推力密度
    • UL與CE認(rèn)證
    • 水冷連續(xù)推力范圍149N~7917N
    • 瞬間推力范圍282N~20827N
    • 安裝高度48.5mm,50.5mm,64.1mm.66.1mm

    LMFA系列型號:
    LMFA01,LMFA01L,LMFA02,LMFA02L,LMFA03,LMFA03L,LMFA11,LMFA11L,LMFA12,LMFA12L,LMFA13,LMFA13L,LMFA14,LMFA14L,
    LMFA21,LMFA21L,LMFA22,LMFA22L,LMFA23,LMFA23L,LMFA24,LMFA24L,
    LMFA31,LMFA31L,LMFA32,LMFA32L,LMFA33,LMFA33L,LMFA34,LMFA34L,
    LMFA41,LMFA41L,LMFA42,LMFA42L,LMFA43,LMFA43L,LMFA44,LMFA44L,
    LMFA52,LMFA52L,LMFA53,LMFA53L,LMFA54,LMFA54L,
    LMFA62,LMFA62L,LMFA63,LMFA63L,LMFA64,LMFA64L,


    鐵心式線性馬達(dá)操作說明書
    目錄
    1. 線性馬達(dá)安裝前注意事項
    2. 機構(gòu)安裝介面
    2.1 LMS/LMSA/LMSA/LMFA 系列機構(gòu)安裝精度
    2.2 馬達(dá)組裝尺寸
     2.2.1 LMS/LMSA 鐵心式線性馬達(dá)
     2.2.2 LMF/LMFA 鐵心式線性馬達(dá)
    3. 安裝程序-LMS/LMSA/LMF/LMFA 鐵心式線性馬達(dá)
    3.1 安裝定子
    3.2 安裝動子座及動子
    3.3 移動動子座及動子
    3.4 安裝定子
    3.5 安裝快速接頭(LMF/LMFA 適用)
    3.6 水冷接頭流量(LMF/LMFA 適用)
    4. 水冷式線性馬達(dá)之水冷卻機選用
    4.1 馬達(dá)冷卻管路安裝
    4.2 水冷卻機的冷卻能力
    4.3 水冷卻機的泵浦流量
    附錄 A.定子選用之螺絲小鎖固深度表
    附錄 B.動定子螺紋孔規(guī)格表
    附錄 C.動子選用之螺絲小鎖固深度表
    附錄 D.鎖固動定子螺絲扭力表
    *停產(chǎn)通知:LMS 與 LMF 系列于 2016 年 4 月起停止銷售,原 LMS 系列由 LMSA 系列替代,原 LMF 系列則由 LMFA 系列替代。

    1. 線性馬達(dá)安裝前注意事項
    使用本產(chǎn)品前,請務(wù)必詳閱本使用手冊,未遵照本注意事項之規(guī)定安裝方式者,本公司不負(fù)任何可能造成之損壞、意外或傷害之責(zé)任。


     . 使用前注意事項
    1. 請于安裝或使用本產(chǎn)品前,先確實檢查外觀是否有破損或毀壞,若有任何破損情形,請立即與本公司人員或經(jīng)銷商聯(lián)絡(luò)。
    2. 請勿自行拆解或改裝本產(chǎn)品。本公司產(chǎn)品均經(jīng)過結(jié)構(gòu)運算、電腦模擬及實體測試,故請勿在未徵求專業(yè)人員同意之前,自行拆解或改裝本產(chǎn)品。
    3. 兒童需被管理者監(jiān)督以避免接觸本產(chǎn)品。
    4. 裝有心臟節(jié)律器,禁止使用本產(chǎn)品。
    5. 無相關(guān)產(chǎn)品使用經(jīng)驗者,必須交由專業(yè)人員進(jìn)行。

    .安全使用規(guī)范
    1. 定子組合具有強大的磁場,使用上必須小心。
    2. 磁性資料存取裝置和精密機械儀器等,請勿靠近本產(chǎn)品,以免導(dǎo)致物件損壞。(如攜帶手錶、、敏感物….請不要靠近。)
    3. 針對 ESD(靜電放電)必須採取必要的預(yù)防措施。(如手套、鞋……等)
    4. 組裝和操作時,必須交由專業(yè)人員進(jìn)行。
    5. 組裝時,避免使用鐵磁性工具及螺絲。
    6. 定子拆裝作業(yè)時,須避免導(dǎo)磁性金屬物件靠近,并特別注意手部夾傷的風(fēng)險,務(wù)必謹(jǐn)慎處理。
    7. 定子組合鎖附時,需將強磁標(biāo)簽朝上。
    8. 拿取或放置動子組合時,請勿拖曳線材。
    9. 電纜線部分不可損壞或擠壓,否則易觸電。
    10.請勿施加超過動子組合規(guī)定大連續(xù)電流。
    11.請確認(rèn)馬達(dá)運行過程中電纜線不會干涉到其他物件(建議使用鏈條),并注意電纜線是否有足夠之彎曲半徑,以避免電纜線壽命降低。
    12.機臺運轉(zhuǎn)時,禁止觸摸動、定子組合。
    13.機臺運轉(zhuǎn)時,請?zhí)貏e注意操作溫度需于規(guī)定范圍內(nèi)。
    14.機臺停止運轉(zhuǎn)后,如需拆取動子組合,請靜置室溫 25℃后再進(jìn)行作業(yè),以避免燙傷。
    15.機臺運轉(zhuǎn)時,當(dāng)偵測到任何不正常的異味、噪音、煙霧、熱氣或是異常的振動,請立即停止運轉(zhuǎn)并關(guān)閉電源。
    16.產(chǎn)品發(fā)生異常狀況,請勿自行處理。請交由本公司合格技術(shù)人員維修或送回本公司處理。
    17.擅自更換零件及拆解,將造成動、定子受損,本公司將不負(fù)任何損壞、意外或傷害之責(zé)任。
    18.定子表面使用無塵室擦拭布沾酒精(95%工業(yè)用酒精)擦拭干凈,建議每三個月一次;若為發(fā)塵較大之機臺設(shè)備(如 PCB 成形機或鉆孔機…等),建議每兩週一次。
    19.本產(chǎn)品自出廠日起一年內(nèi)為有效的保固期,于此期間因不當(dāng)使用(請參閱本說明書之注意與安裝事項)、或自然天災(zāi)所造成的產(chǎn)品損壞,本公司不負(fù)責(zé)免費更換及維修產(chǎn)品之責(zé)任。

    . 機構(gòu)安裝介面
    2.1 LMS/LMSA/LMF/LMFA系列機構(gòu)安裝精度
    在使用線性馬達(dá)前,特別需要注意馬達(dá)動定子間之間隙,此間隙值將會影響線性馬達(dá)之性能及可靠度,因此設(shè)計良好的定位平臺及適當(dāng)?shù)墓罘秶梢蕴釙N產(chǎn)品的穩(wěn)定性;以下為一般線性馬達(dá)定位平臺底座之剖面圖及建議之公差,鎖附定子組合的安裝面建議平面精度為 0.02mm/300mm (如圖一)。


    圖一、底座設(shè)計剖面圖

    馬達(dá)組裝尺寸
    安裝動定子組合時,需特別注意動定子之尺寸,如動子與定子之總組合高度 H、動子與定子之氣隙 G1,氣隙值將會影響線性馬達(dá)之性能及可靠度(請參考表一與表二)。定子的形式分為不銹鋼蓋板式與環(huán)氧樹脂注膠式。
    2.2.1 LMS/LMSA鐵心式線性馬達(dá)


    圖二、LMS/LMSA 鐵心式線性馬達(dá)組合示意圖
    表一、LMS/LMSA 鐵心式線性馬達(dá)組合尺寸
    2.2.2 LMF/LMFA水冷式線性馬達(dá)


    圖三、LMF/LMFA 水冷式線性馬達(dá)組合示意圖
    表二、LMF/LMFA 鐵心式線性馬達(dá)組合尺寸



    3. 安裝程序- LMS/LMSA/LMF/LMFA鐵心式線性馬達(dá)
    注意:LMS/LMSA/LMF/LMFA 的動定子之間有*(數(shù)百公斤)的吸力,請安裝人員依照手冊安裝,以避免被動子與定子夾傷。
    3.1 安裝定子




    先安裝其中一組定子,安裝時需注意滑軌與定子之平行度,再使用螺絲 將定子 安裝于平臺上。
    注意:
    1.磁鐵警告標(biāo)示需朝上。
    2.定子選用之螺絲大鎖固深度依客戶平臺的螺紋孔而定;小鎖固深度請參考附錄 A。

    3.2 安裝動子座及動子


     使用螺絲 將動子座 安裝于滑塊 上。使用螺絲 8將動子 7安裝于動子座。
    注意:
    1.安裝動子時須注意動子與定子間之間隙,請參考(2.2.1-2.2.2),安裝不正確時可能增加頓力或降低馬達(dá)推力。
    2.動子選用之螺絲大鎖固深度請參考附錄 B;小鎖固深度為請參考附錄 C。

    3.3移動動子座及動子


    移動動子座 于平臺上方以方便安裝其他定子。

    3.4 安裝定子



    使用螺絲 11將定子10 安裝于平臺上,滑動動子座確認(rèn)無任何干涉現(xiàn)象。
    注意:
    1.定子選用之螺絲大鎖固深度依客戶平臺的螺紋孔而定;小鎖固深度請參考附錄 A。
    2.鎖附動定子組合之螺絲扭力強度請參考附錄 D。

    3.5 安裝快速接頭(LMF/LMFA適用)


     水冷接頭 為入水孔
     水冷接頭 為出水孔
    注意:
    1.使用扭力板手(大扭力不得超過 100kgf-cm)將 1/8PT 牙徑之接頭鎖緊于水冷接頭上,接頭上需纏繞白色止水帶(thread seal tape)防止漏水,不正確的安裝可能導(dǎo)致水冷接頭損壞或破裂。
    2.水冷迴路大承受壓力 10 bar。

    3.6 水冷接頭流量(LMF/LMFA 適用)
    LMF/LMFA水冷式線性馬達(dá)水冷接頭之流量如下表所示,其水管之內(nèi)徑分別為 0~2 系列為 4mm,3~6 系列為 6mm。


    4. 水冷式線性馬達(dá)之水冷卻機選用
    4.1 馬達(dá)冷卻管路安裝
    當(dāng)使用複數(shù)個以上的線性馬達(dá)時,馬達(dá)的冷卻管路必須以并聯(lián)的方式安裝,示意圖如圖四(左側(cè)馬達(dá)的進(jìn)水口與右側(cè)馬達(dá)的進(jìn)水口相接,出水口以此類推)。


    4.2 水冷卻機的冷卻能力
    水冷卻機在選定頻率之下,冷卻能力需大于馬達(dá)大熱損失的總和。
    范例如下,若是使用兩個線性馬達(dá) LMFA31,對照型錄規(guī)格表的「大熱損失」,其值為 324(W),則兩個馬達(dá)大熱損失總和為 2x324=648(W),以哈伯的水冷卻機為例,型號 HWK-250PTS 在 50Hz 時的「冷卻能力」為980(W),確實大于馬達(dá)大熱損失的 648(W)。


    4.3 水冷卻機的泵浦流量
    水冷卻機在選定頻率之下,泵浦流量需大于馬達(dá)小流量的總和,并且該泵浦流量對應(yīng)的壓力應(yīng)大于馬達(dá)內(nèi)部冷卻迴路之壓降總和。若大型設(shè)備的冷卻迴路較長,則應(yīng)同時考慮迴路管長阻力造成的壓降。
    范例如下,若是使用兩個線性馬達(dá) LMFA31,對照型錄規(guī)格表的「小流量」,其值為 4.0(L/min),則兩個馬達(dá)小流量總和為 2x4.0=8.0(L/min),以哈伯的水冷卻機為例,型號 HWK-250PTS 在 50Hz 時的「泵浦流量」為40(L/min),確實大于馬達(dá)小流量的 8.0(L/min)。泵浦流量對應(yīng)壓力請洽詢水冷卻機廠商。

    (以上簡略說明水冷卻機的選用,若在選用上有疑問,建議可將上述資訊提供給水冷卻機廠商詢問討論)

    附錄A.定子選用之螺絲小鎖固深度表
     (參考 DIN912 標(biāo)準(zhǔn),強度 10.9 之螺栓)

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    附錄B.動定子螺紋孔規(guī)格表

    附錄C.動子選用之螺絲小鎖固深度表


    附錄D.鎖固動定子螺絲扭力表
    (參考DIN912標(biāo)準(zhǔn),強度10.9之螺栓)


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