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转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”

在许多应用领域内驱动装置需要有一个中心孔,使光束、电缆或其它应用部件穿过。比如,光学和光电行业的激光引导装置,或者自动化和机器人领域的半导体加工设备(图1)。到目前为止,传统设备在这个技术上都打折扣。空心轴通常比较小,导致驱动装置速度慢,重量大,或者机械安装操作复杂难度大。一种新型直接驱动装置带来希望。它的孔径高达40 mm,借助步进电机技术可以实现转速、转矩之间的最佳结合,同时保证重量轻,体积小的优点。

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Athlete Prosthetics

有很多驱动技术和方案适用于需要穿孔的应用场合。但是在实际使用过程中,它们都有着自己的不足之处。比如,由于必要的铜填充系数或磁轭,混合式步进电机的空心轴直径通常最大不超过10至12 mm左右。采用多极设计的转矩电机确实允许更大的中心孔,但由于其运动质量太大,因而无法实现高转速。此外,它们相对来说价格更昂贵,安装难度更高。因此很多应用都采用由一台普通电机驱动的,带中心孔的旋转台。但该方案需要传动装置和复杂的机械结构来完成。如果要将这类电机应用在高精度的应用场合,则必须先采取复杂的措施来补偿回差。这又会大大增加系统整合的难度。此外,由于有大量的磨损件,后期维护成本也很高。由混合式步进电机带动的旋转台通常是不得而已的选择,为实现高效率,它们的体积和重量非常大。对于需要中心孔的应用来说,要找到一个最实际的技术方案实为不易。


转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”
DM66200H


转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”
Ringstepper Visual

新突破、新技术

驱动技术专家——FAULHABER公司(参阅“企业介绍”)敢于面对此项技术挑战,成功研制出一种全新驱动方案——DM66200H系列步进电机(图2)。该系列产品尤其适合需要大孔径的应用场合。由于总直径高达66 mm,该系列电机的空心轴内径非常大,可达到40 mm,它的厚度仅为24 mm,重量轻达218 g。依靠这些紧凑型驱动装置的优势,该产品还具有安装简便,所需安装空间非常小的特点。带开孔的转子直接驱动中心孔周围的机械部件,因此无需额外的传动装置(图3)。这样就避免了机械回差的产生。


转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”
DM66200H Explosion

虽然新型空心轴直接驱动装置最初专为光学和光电应用研制,但它们也同时开拓出其他有趣的应用领域,比如由于空间限制需要将驱动轴穿过电机的车轮驱动装置,或者膝盖和肩膀假肢。理论上任何需要将电缆、气体、液体或光信号穿过中心孔的应用场合都可以使用(图4)。除了显微镜载物台、光圈孔、变焦镜头、激光束控制器等光学应用领域外,它还可以用于完成众多的控制和定位任务。典型应用还包括转台、天线底座和空气或燃气阀。


转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”
Optic Photonics Laser

以最佳组合实现高效率值

直接驱动装置基于FAULHABER久经考验的步进电机技术。这款多极、两相永磁电机每转有200步。它在整步模式下的分辨率高达1.8°,因此可以在开环工作模式下实现精确的定位。它的动态转矩高达200 mNm,因而能够带动大型负载。最大保持转矩为307 mNm,升压时甚至可达581 mNm。因此也就无需制动装置。最高可实现每分钟2000转的速度。对于许多应用来说,紧凑的直接驱动装置是转速和转矩方面的最佳组合。由于滚珠轴承是唯一的磨损件,因此它可以保证零维护持续工作。可根据应用需要进行调整,比如特殊润滑剂、客户定制绕组、特制电缆和连接器以及装配法兰。


转矩、转速、精度三合一. 打破孔径局限,让应用“畅行无阻”
Robotic arm

具有大直径内孔和高效率的直接驱动装置 (faulhaber.com.cn)

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