磁弹簧重力补偿设计 ——XMZ 系列竖直应用直驱模组

文:文/雅科贝思2024年第二期

  在当前的行业中,竖直应用直驱模组主要依赖于机械弹簧或气缸来平衡重力。然而,这种传统的平衡方法存在一些明显的缺点:

  • 机械弹簧:刚度差,且其提供的力也不恒定,因此只能在固定位置完美平衡重力;

  • 气缸:靠气压或气压差控制出力,气缸活塞随着模组运动,为了保证出力不变,需要充气或排气维持气压恒定,平衡气压需要时间,所以不能即时响应。

  1产品创新

  为了解决这些问题,雅科贝思推出了XMZ系列竖直应用直驱模组,这款模组是XRL系列模组的衍生产品,搭载了磁弹簧重力补偿模块,使其非常适合在竖直方向运动。磁弹簧的动子、定子分别与模组的动子、定子相连,磁弹簧动子受到竖直向上的力,抵消模组动子及负载(配重块)的重力,实现平衡状态。浮动接头可以消除两部分移动部件之间的干涉,使模组运行顺畅,确保模组精度和可靠性。磁弹簧重力补偿方案相较于气缸重力补偿具有显著优势。它无需通气,不依赖气源,降低了应用场所的配套设施要求。

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三种方案之比较

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  此外,它还有交期短、效益高、经济耐用等优点。在行程内,磁弹簧提供恒力,能够及时响应,并在断电后发挥一定的保护作用。

  2 XMZ系列模组特性雅科贝思推出的XMZ系列竖直应用直驱模组具有以下

  特点:

  • 采用无齿槽力的无铁芯U型直线电机;

  • 使用防蠕动交叉滚柱导轨;

  • 高精度增量式光学编码器;

  • 使用磁弹簧做重力补偿;

  • 具有出色的重复定位精度(±0.3µm);

  • 平面度(±2.0µm)和直线度(±2.5µm);

  • 摩擦小、响应快、整定时间短、速度波动小;

  • 可与直线模组叠加使用,组成XYZ等多轴平台。

  3 行业应用

  XMZ系列竖直应用直驱模组可被广泛应用于光学调焦、电子、半导体、光伏片、锂电池、玻璃及液晶面板设备中检测轴的高精定位,以及工业印刷机、激光加工等需要高速高精度和轨迹跟随或速度控制的复杂工况中。



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