1. 特色與優(yōu)點
與傳統(tǒng)結(jié)合旋轉(zhuǎn)伺服電機與減速齒輪的平臺比較:
直接驅(qū)動,沒有減速齒輪,如圖1所示。
圖1 HIWIN轉(zhuǎn)距電機與傳統(tǒng)伺服電機加齒輪箱的比較
TMS的優(yōu)點有:
● 體積小,安裝容易;
● 較少磨耗與發(fā)塵,可靠性、效率與壽命提高;
● 減少中間減速齒輪旋轉(zhuǎn)質(zhì)量與齒輪背隙,定位反應(yīng)快,重復(fù)定位精度與定位精度高;
● 也因免除了減速齒輪,整體平臺散熱均勻,且結(jié)構(gòu)熱膨脹旋轉(zhuǎn)對稱,可得較穩(wěn)定的定位精度。且可加裝水冷裝置,使系統(tǒng)在大扭力高負(fù)載下,溫度更加穩(wěn)定,精度表現(xiàn)更加出色。
2. 應(yīng)用領(lǐng)域
HIWIN-TMS轉(zhuǎn)矩電機的主要應(yīng)用領(lǐng)域包含半導(dǎo)體與面板設(shè)備、工具機、工業(yè)自動設(shè)備與航天與國防。典型半導(dǎo)體與面板設(shè)備的應(yīng)用包含快速的工件檢測與分類,晶圓與面板的傳輸定位等。如圖2所示,一客戶結(jié)合本公司線性電機定位平臺(水平軸)、螺桿定位模塊(垂直軸)與TMS成一快速晶圓取放機械手臂,與傳統(tǒng)取放平臺比較,這非傳統(tǒng)、低成本機械手臂不但定位精度提升,且產(chǎn)出提高2倍以上。
圖2 HIWIN精密轉(zhuǎn)矩電機平臺的應(yīng)用
主要工具機應(yīng)用有三項:A/C軸旋轉(zhuǎn)定位、五軸加工機旋轉(zhuǎn)加工頭與快速刀具轉(zhuǎn)換模塊。早期工業(yè)自動化使用TMS的是產(chǎn)業(yè)機器人、近期興起的則是電動汽車的使用。TMS于國防的應(yīng)用如載具的控制與模擬訓(xùn)練,在航天上應(yīng)用如天文望眼鏡的控制。另外值得一提近期TM的應(yīng)用是家電洗衣機滾筒的驅(qū)動與居家電梯的驅(qū)動。
3. 動作原理、種類與主要構(gòu)成
由于沒用減速齒輪,為達(dá)到相當(dāng)輸出扭矩,TMS采用較一般旋轉(zhuǎn)伺服電機更多磁極的高扭矩輸出電機,HIWIN-TMS采用多級3相永磁馬達(dá)。
其優(yōu)點主要表現(xiàn)在:
● 高扭矩容積比;
● 高效率,發(fā)熱量低;
● 可搭配市面伺服馬達(dá)驅(qū)動器,系統(tǒng)整合限制低。
圖3 精密轉(zhuǎn)矩電機的結(jié)構(gòu)
圖3為大銀T M S系列定位平臺構(gòu)成剖面圖,其主要構(gòu)成組件為:軸承、中空旋轉(zhuǎn)主軸、永磁動子、線圈定子與位置編碼器。其中位置編碼器是以影響T M S定位性能的關(guān)鍵組件之一。常用兩種位置編碼器:光學(xué)式 (optical type)與分解器式(resolver type)。光學(xué)式分辨率較高,但是單價高,而分解器成本低,且可在惡劣環(huán)境操作。
4. 轉(zhuǎn)矩電機定位平臺選用
圖4 HIWIN轉(zhuǎn)矩電機平臺系統(tǒng)
圖4為轉(zhuǎn)矩電機定位平臺的一電控配置布局例,圖中轉(zhuǎn)矩電機平臺采大銀TMS系列平臺,電機驅(qū)動使用美商COPLEY XENUS 型驅(qū)動器,轉(zhuǎn)矩電機定位平臺選用與傳統(tǒng)伺服電機選用步驟類似如下:
第一步:確認(rèn)需求的最大轉(zhuǎn)速與負(fù)荷旋轉(zhuǎn)貫量沒超過額定值;
第二步:確認(rèn)需求的定位分辨率與重現(xiàn)度沒超過額定值;
第三步:依據(jù)應(yīng)用的運動速度曲線圖(Motion Profile)計算等效扭矩;
第四步:確認(rèn)所求等效扭矩小于額定馬達(dá)連續(xù)扭矩;
第五步:確認(rèn)應(yīng)用煞車時是否需要回升電阻。
5. 結(jié) 論
以上本文簡介轉(zhuǎn)矩電機定位平臺的特色與應(yīng)用、動作原理、種類結(jié)構(gòu)與選用步驟,希望能對國內(nèi)廣大的機械、電氣設(shè)計工程師設(shè)計設(shè)備時提供一條新思路,在未來機械設(shè)備高精度、高速度、潔凈環(huán)保的高要求下,提升自身設(shè)備的附加值,提升市場競爭力。天津隆創(chuàng)日盛公司將在大銀HIWIN集團的帶領(lǐng)下,全力為國內(nèi)廣大設(shè)備生產(chǎn)廠商提供更高性價比的產(chǎn)品、更加優(yōu)質(zhì)周到的服務(wù)?!?/P>
關(guān)于隆創(chuàng)日盛:
天津隆創(chuàng)日盛科技有限公司隸屬于大銀(HIWIN)集團。
集團總部位于臺灣省臺中市工業(yè)區(qū)。關(guān)系企業(yè):大銀微系統(tǒng)股份有限公司、上銀科技股份有限公司,主要生產(chǎn)基地均在臺灣。同時HIWIN集團分別在德國、瑞士、捷克、日本、美國、俄羅斯、巴西、南非等國家設(shè)立研發(fā)生產(chǎn)及銷售機構(gòu)。已基本構(gòu)成覆蓋全球主要工業(yè)國家的銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。天津隆創(chuàng)日盛科技有限公司總部位于中國北方經(jīng)濟中心的天津,設(shè)有近兩千平方米的倉儲、加工、物流中心服務(wù)全國,并在上海,東莞設(shè)立一千平方米集散中心,覆蓋長三角珠三角及環(huán)渤海三個重要制造業(yè)區(qū)域,同時在全國主要工業(yè)區(qū)域設(shè)立十幾個分公司,辦事處、近距離服務(wù)于制造業(yè),企業(yè)。
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