Hiwin最新直线电机力矩电机选型手册技术样本1107版

©2010FORMM99TC04-1002(PRINTEDINTAIWAN)[phone]Fax:(04)[e-mail]德國歐芬堡HIWINGmbHOFFENBURG,GERMANY捷克布爾諾HIWINS.R.O.BRNO,CZECHREPUBLIC’AIGLECedex,FRANCE日本神戶‧東京‧名古屋‧九州HIWINJAPANKOBE‧TOKYO‧NAGOYAKUMAMOTO,JAPAN美國芝加哥‧矽谷HIWINUSACHICAGO‧SILICONVALLEY,U.S.A.高速化 高精度 複合化 環保 生活化2005年台灣精品金質獎滾珠螺桿Ballscrew•重負荷滾珠螺桿-全電式射出成型機2004年台灣精品獎定位線性滑軌PositioningGuideway2004年台灣精品金質獎線性伺服馬達LinearSynchronousMotor•無鐵心式(LMC)2002年台灣精品獎2001年中小企業創新研究獎線性致動器LinearActuator•醫療/自動化/工業用2003,2010年台灣精品金質獎工業機器人SingleAxisRobot•KK半導體、電子化系列•KS,KA自動化系列2009年台灣精品銀質獎空氣軸承線性馬達定位平台LinearMotorAirBearingPlatform2008年台灣精品金質獎2007,2002年台灣精品銀質獎線性滑軌LinearGuidewayHG/EG/RG/MG系列精密機械/電子半導體/生技醫療•E2環保潤滑模組•Q1靜音式•A1氣淨式位置量測系統PositioningMeasurementSystem2009,2008年台灣精品金質獎2006,2001,1993年台灣精品銀質獎滾珠螺桿Ballscrew精密研磨/精密轉造•高速化(高Dm-N值/SuperS系列)•重負荷•E2環保潤滑模組•R1螺帽旋轉式線性馬達驅動的X-Y平台LinearMotorX-YRobot2006年台灣精品銀質獎 2007年中小企業創新研究獎TMS直驅式定位平台TMSDirect-DriverPositioningSystem線性馬達龍門系統LinearMotorGantry訂製定位系統1～6頁線性馬達定位平台7～34頁平面馬達35～40頁線性馬達元件41～60頁轉矩馬達旋轉平台61～70頁控制與驅動71～83頁客戶需求規格調查表84頁M99TC04-10051合理價格的取放及檢測用龍門定位系統XY龍門架構使得許多應用得以更低的成本來實現，以標準元件構築而成的龍門定位平台。採用LMX1L系列的定位軸重現性±2µm可提供含底座本型錄中各式的標準定位平台可以符合許多客戶的定位需求，但是當這些都無法達到客戶的特殊需求時，我們擁有完整的研發團隊可以和客戶一起合作完成訂製的解決方案。本資料的最後附有表格，可以提供我們的工程師，先實施初步的設計。微細加工到大工件的加工適用於以雷射或刀具實施之微細結構的加工，充分利用了小型龍門結構的特性，同樣提供了合理價格的解決方案。採用運動特性平順的LMC系列線性馬達重現性±2µm經過大量實際應用的考驗以下列舉了許多不同的應用案例，不單是機構部分的特殊訂製可以提供，在某些情形下，我們也可以提供伺服控制的整體解決提案以達到整體生產過程的最佳化。定位系統訂製定位系統1.1實績案例平面馬達平面伺服馬達提供了一個最佳的檢測定位解決方案，比方說，印刷電路板PCB的檢測，在馬達可動部上裝置CCD鏡頭拍攝板子上的印刷電路是否完整及SMD元件。由於使用非接觸式空氣軸承，幾乎沒有摩耗在整個平面上可以達到很好的平面度(最大1000mm平方)重現性±3µmM99TC04-10052定位系統高等級的晶圓品質管制、光罩製作晶圓表面的管制以及晶圓或玻璃面板的光罩通常需要採用空氣軸承式的XY平台，以檢測出極微小的缺陷或製作出高精度的光罩。例如電子業，晶片工業以及平面顯示器業裡面都採用這種方式。平面度±2µm重現性±0.5µm精度±1.5µm微米技術及晶圓處理在微米工程等級的應用以及晶圓設備中尤其重視絕對精度及潔淨室適用性。採用線性馬達高精度XY平台為最佳選擇。行程200mmx200mm，亦可選購300mmx300mm全行程平面度±4µm各軸重現性±1µm各軸精度±4µm潔淨室等級100適用，亦可選購等級10雷射掃描極平滑的運動以及較長使用壽命為選用類似雷射掃描機這樣的光學檢測系統的重要因素。採用空氣軸承方式的線性馬達就可以符合這種需求。使用空氣軸承因此沒有摩擦完全沒有頓力，因為採用LMC系列線性馬達行程可長達1500mm臥式高速合成材質熱溶接機採用LMX1L系列線性馬達平台搭配絕對式位置編碼光學尺。開電時無須找尋電機角由於高加速度，因此在分離合成材質加熱板時不會有牽絲的情形以時間力量位置控制熱溶程度高速換料訂製定位系統M99TC04-10053AOI光學檢測整體解決方案下軸採用LMC系列線性馬達使得AOI光學檢測可以達到相當高的平滑運動及優良的取像；上軸利用LMS馬達帶動Z軸的螺桿及CCD鏡頭達到高速運動。重現性±1µm速度漣波小於1.5%提供機台底座及護蓋之整體解決方案水刀應用LMS雙動子線性馬達提供2.5m的長行程帶動兩組HIWINKK模組做上下Z軸運動。下面兩軸也是採用LMS高推力線性馬達做同步運動。提供整體方案，隨插即用大行程含底座，護蓋及高階運動控制器客製玻璃加工機台線性馬達機台被設計用來承載工作水頭在平台上方移動,客戶的工作水頭用來切割雙層玻璃同動架構線性馬達定位機台()1300mm×1450mm行程平滑運動正弦波整流,無頓力LMC系列馬達各軸重現性±2μm剛性機構底座提供客戶運動規劃服務另一AOI光學檢測應用,客戶需求要高性能價格比534mm×534mm^2行程LMS27及LMS13龍門特殊龍門同動控制鋼材框架集成線路板輸送,PLC,IPC於客戶端次微米級重現性承諾40mm移動可於200ms內收歛至±1.5μmM99TC04-10054定位系統1.2技術用語反電動式常數(參考1.3Ku)為反電動勢電壓(rms)對轉速(rpm)或速度(m/s)的比率。反電動勢為發生於線圈在永久磁鐵上移動時所產生的電壓。例如伺服馬達中。加速度每單位時間的速度變化量，即加速度=速度/時間或a=v/t加速時間為由靜止加速到最大速度所需的時間。平面度(或垂直直線度)沿著X方向前進時的垂直直線運動特性，當這個規格不好的時候沿著X方向運動時，會產生Z方向的偏差。扭矩為使物體旋轉的作用力，通常以下面這個外積的公式算出的向量來表示其物理單位為Nm=kgm2/s2重現性請勿與絕對精度混淆，一個線性定位軸通常會有較差的絕對精度，與較好的重現精度。由一定以上的距離實施多次由同一個方向往目標位置移動所量測的結果稱之為單方向的重現性，在這樣的情形下，諸如背隙的影響並不存在；如果量測時往目標逼近的方向是不同的，則所得的結果為雙方向的重現性，此時會量得含背隙的結果。馬達常數Km(參考1.3Km)為推力對消耗功率的比值，代表馬達的效率。剛性為機構(含零件或組件)抵抗變形的能力，通常分為靜態剛性與動態剛性。靜態剛性為外力已經完全靜止不變動時機構的抗變形特性；動態剛性為機構對變動外力的抗變形彈力特性。真直度(或水平直線度)沿著X方向前進時的水平直線運動特性，當這個規格不好的時候沿著X方向運動時，會產生Y方向的偏差。偏心是指轉矩馬達在旋轉時旋轉中心偏移的量，主要是由組裝對心和軸承的公差所決定。推力，扭矩直線運動之推力，或旋轉運動之扭矩分別以不同的環境狀況而有不同的定義值。通常有：室溫20℃線圈溫度80℃100%負載率(dutycycle)之連續推力，連續扭矩，或瞬間推力，瞬間扭矩等定義。推力常數Kf(參考1.3Kf)為馬達線圈的特性之一，定義為單位電流的推力，把此參數乘以電流即可得到推力：F=IxKf連續推力，連續扭矩(參考1.3Fc)當對馬達線圈施以100%負載率(dutycycle)之連續電流時，馬達可以產生之推力或扭矩稱之。連續電流(參考1.3Ic)這個電流是可以持續供應給馬達線圈的電流。通常以這個電流流過線圈時，溫度最高不會超過80℃。解析度為所採用的位置回饋系統本身所能量測的最小距離，請勿與運動解析度混淆，通常運動解析度會粗於解析度。偏擺為迴轉馬達在轉動的同時上平面的角度偏差。隨著旋轉，馬達的上平面會斜來斜去，所造成的角度。主要的原因為軸承的公差所引起。訂製定位系統M99TC04-10055運動解析度為定位系統可以重複運動的最小距離，影響的因素有位置回饋系統解析度，控制器驅動器的解析度加上機構背隙等等。精度定義為目標位置與實際位置之間的誤差。這樣子的系統化或線性的偏差可能的來源有：餘弦誤差，角度誤差，螺桿誤差，熱膨脹等等因素。精度請勿與重現精度混淆。磁性吸引力Fa鐵心式馬達的動子與定子之間的作用力，此力形成對滑塊的預壓，由滑軌承受。線圈電阻R25為馬達線圈的特性，在25℃下的電阻；如果在80℃時其阻值會變為大約1.2倍。線圈溫度Tmax(參考1.3T)為線圈允許的最大溫度，馬達的實際溫度依存於機構，冷卻手段以及運動規劃等等因素，理論計算可能會有偏差，通常以實際測試為依據。導軌偏差為使用的滑軌的線性偏差，依存於真直度和平面度。瞬間電流Ip(參考1.3Ip)主要是用來提供短時間產生大推力的電流，HIWIN馬達的定義基本原則為：LMS系列之Ip為連續電流的兩倍；LMC系列之Ip為連續電流的三倍。打瞬間電流的允許時間為一秒，然後充分散熱一段時間回復到線圈正常工作溫度以下，才可以再打瞬間電流。瞬間扭矩，瞬間推力Fp瞬間扭矩(迴轉運動)，瞬間推力(直線運動)為馬達在不超過一秒的時間可以產生的最大推力，通常這樣的推力已經接近馬達飽和的非線性操作區，一般用於加速或減速的目的。M99TC04-10056定位系統訂製定位系統1.3重要物理量1.3.1與線圈無關的量Fa動子與定子間的磁吸力，必須由導軌吸收。Fc馬達連續推力，在正常持續驅動下會使線圈溫昇至70-80℃。Fp短暫的瞬間推力，當以Ip電流打入線圈時產生，此時馬達操作在接近非線性區，若無強制冷卻，溫昇會急劇增加。Km馬達常數，為馬達產生的力量對產生的熱量的比率，所以也是判斷馬達效率的指標之一。Pv馬達產生的熱(功率)，會導致隨著時間不同而異的溫昇，影響的因素有馬達電流以及環境溫度。在非線性操作區供應Ip時，Pv會因為與電流平方成正比的關係而急遽升高，而在線性操作區供應Ic則比較不會發生高熱。Pv可以利用馬達常數Km和推力計算如下:Pv=F/Km2Pvp在Ip時的峰值功率Pc在Ic時的連續功率T馬達線圈允許的操作溫度，通常藉由溫度開關監控，馬達的表面溫度與下列因素有關： 實際安裝狀況(定位平台的大小)散熱條件(冷卻板)驅動狀況因此實際溫度只能用上述條件來決定。1.3.2與線圈有關的量Ic產生連續推力的電流Ip產生短暫大推力的瞬間峰值電流Kf計算推力的線圈