KOVERY工业直线电机解决方案

KOVERY工业直线电机解决方案

　　众所周知，直线电机广泛应用于各大工业领域，包括平板显示器 （FPD）、半导体、自动化、医疗诊断、3D打印和机床等。恒速控制对于这些先进的工业过程来说至关重。 KOVERY公司是业内领先的高精度直线电机系统供应商，其一系列先进的直线电机集成了雷尼绍光栅，采用自有的专利技术，契合地满足了先进工业的需求。

　　挑战：减小齿槽力，保持推力

　　大部分直线电机属于“平板式直线电机”，其特点是永磁磁轨布置在一系列电磁线圈（动子）的下方。半导体和FPD制造等领域的运动控制应用要求严苛，必须精确控制动子的运动。

　　恒速控制对于许多先进的工业过程来说至关重要，但传统的电机设计会产生齿槽力，导致电机速度出现纹波。

　　设计人员还可以选择使用无槽（无铁芯）平板式电机，这种电机的控制性能优异，但缺点是推力输出会大幅降低。

　　解决方案：“独特”的设计，高品质的光栅

　　KOVERY研发了一个采用“独特”设计的电机系列，能够在减小齿槽力的同时又不会牺牲推力。 KOVERY独创研发的直线电机首次将永磁体以直立形式排列，这样永磁体能够在动子线圈的磁极片间穿过。此电机使用雷尼绍QUANTIC系列增量式光栅实现换向和位置控制。同时还使用了雷尼绍的其他测量产品，包括EVOLUTE绝对式光栅，以及用于机器校准的XL-80激光干涉仪。

　　KOVERY总裁Kim Houng-joong先生介绍他们的专利技术说：

　　“市场上的直线电机类型多样，每种设计都各有所长，但又各有短板。我们KOVERY独创研发的直线电机首次将永磁体以直立形式排列，这样永磁体能够在动子线圈的磁极片间穿过。这样的设计可确保磁通量一致，且每条磁轨都具有独立的磁路。在我们的设计中，磁轨数量越多，电机输出功率越大。这种设计还可有效减小有槽铁芯和磁轨之间的法向吸引力，同时又不会牺牲推力。换言之，电机的整体推力增强，最大值可达到传统直线电机的至少2倍。其他优点还包括重量轻、设计自由度高、装配便捷、拥有成本低等。”

　　位置编码器可帮助直线电机完成换向，实现平稳的运动和位置控制。抖动更低且细分误差更小的光栅是首选，因为这些特性有助于实现更精确的位置控制，并可减小速度纹波。

　　在直线电机中工作的光栅需要具有两个关键设计特性：读数头（传感器）电缆的最小弯曲半径小且电缆寿命长，以确保机器的电缆轨道具有优异的抗挤压、扭结和弯曲性能；最大工作温度高，能够承受电机线圈通电时预期产生的热量。

　　如果读数头安装在电磁线圈附近，则光栅还必须能够抵御强磁场的影响。KOVERY在其直线电机中使用了一系列雷尼绍光栅，包括先进的QUANTIC光栅。

　　针对半导体和FPD制程设备应用，KOVERY的直线电机配备了QUANTIC系列光栅，它具备以下特性：分辨率达到0.2 µm，配用RTLC40增量式栅尺，可输出模拟或数字信号。针对其他应用，KOVERY的电机则配备了雷尼绍EVOLUTE绝对式光栅及RTLA50-S直线栅尺。

　　Kim先生继续说道：“KOVERY的直线电机提供多种规格，仅行程长度就有十余种之多。有时，我们还需提供行程长达数米的定制产品。而且我们预计长行程直线电机的市场需求还将持续增加。QUANTIC光栅的RTLC40钢带栅尺成卷供应，我们可以根据每台电机的具体要求方便地将栅尺裁剪为所需长度，从而提升了生产灵活性。此外，雷尼绍的产品交付周期很短且性价比优，这些都是吸引我们的优点。雷尼绍的光栅帮助我们提升了产品竞争力。”

　　QUANTiC光栅的优点包括：兼容行业标准数字或模拟输出格式；安装和运行公差宽松，间隙为±0.3 mm，扭摆公差为±0.9°；运行速度高达24 m/s；电子细分误差 （SDE） 低至±80 nm；配备具有EMI防护功能的单屏蔽柔性电缆；内置可辅助安装的LED安装指示灯。

　　通过选装的高级诊断工具ADTi‑100和免费的ADT View软件，可获得更详实的诊断数据。ADTi‑100非常适合不易安装的应用场合，并可用于现场诊断和查错。

　　尤其是，QUANTiC光栅配备LED安装指示灯且具有极宽松的安装公差，可帮助用户快速、直观地完成安装过程，从而降低机器装配成本，减少维护机器时的停机时间。此外，QUANTiC光栅的低电子细分误差 （SDE） 和高分辨率特性还有助于提升直线电机的精度，减少速度纹波，从而实现更平稳的运动控制。

　　Kim先生详细说道：“选择光栅系统时，除了光栅规格要满足客户的应用要求以外，我们还会考虑光栅在生产环境中的安装难度和可靠性。设备制造商要求的产品交付周期一般都非常短，从收到订单、设计、制造、测试到交付，我们通常只有3到6个月的时间。” “零件的安装效率绝对是确保准时交付产品的关键因素之一。QUANTiC光栅具有宽松的安装公差，因此安装非常便捷。而且，通过观察读数头上的LED安装指示灯的颜色，我们可以快速确定信号强度是否达到标准，安装是否成功。QUANTiC的这些特性可帮助我们节省时间、降低成本，并且增强了我们对产品的信心。” 雷尼绍的EVOLUTE绝对式光栅具有许多与QUANTiC系列相同的优点，包括宽松的安装公差和优异的抗污能力。通过高级诊断工具ADTa-100硬件和ADT View软件，也可获得有关EVOLUTE的更详实的诊断数据。 KOVERY在电机产品出厂前使用雷尼绍XL-80激光干涉仪进行测试和校准。XL-80用于机器校准和质量控制，它的运行速度快且精度高，线性测量精度可达0.5 ppm，而且轻巧便携。 “我们的大部分客户是对质量要求严苛的精密设备制造商，因此电机在出厂前必须通过严格的检验。我们使用雷尼绍XL-80激光干涉仪测量每台直线电机的线性度、直线度和垂直度；此外还执行动态测量，包括速度纹波分析。XL-80激光干涉仪安装快捷且易于使用，它无疑是我们执行产品测试的理想之选，”Kim先生说道。

　　结果

　　雷尼绍的光栅产品和激光校准系统帮助KOVERY打造出性能优异的直线电机，并应用在半导体制造等领域的先进制程机器设备中。雷尼绍与KOVERY之间的密切合作将继续支持新型直线电机的研发。 Kim先生总结道： “我们专注于超高精度及高速直线电机的研发，不可能对产品内部的每个零部件都了如指掌。雷尼绍的售后支持服务非常出色，他们经常与我们的研发团队紧密沟通，不仅在必要时提供相关培训，还为我们解决了许多应用难题。”

　　编辑：黄飞