步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应用极为广泛。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。一般来说,实现精确线性定位的一个常用方法是通过联轴器将步进电机和滑动丝杆副连接,搭配导向机构,通过螺纹与螺母的啮合,将旋转运动转化成线性运动。

直线步进电机运用独特的先进技术,将丝杆副和步进电机集成一体,客户在使用时不需要安装联轴器,不仅节省安装空间,而且能有效提升系统组装效率。直线步进电机按结构可分为三种类型:外部驱动式、贯通轴式和固定轴式。

本文主要介绍贯穿轴式直线步进电机的结构原理,及其命名规则,最后阐述了它的应用优势。

贯穿轴式直线步进电机的原理

贯穿轴式直线步进电机将螺母与电机转子集成为一体,丝杆轴穿过电机转子中心。在使用时,固定丝杆并做防转,当电机上电后转子旋转时,电机就会沿着丝杆做直线运动。反之,如果将电机固定,同时丝杆做防转,那么丝杆就会做直线运动。此外,独特的LNSM系列采用优异的设计,兼容消间隙螺母,提供更高精度的选择。

贯穿轴式直线步进电机命名规则

下图所示为贯穿轴式直线步进电机的基本结构:

贯穿轴式直线步进电机命名规则

LN系列贯穿轴式直线步进电机具有丰富的电机、丝杆及螺母可以相互搭配,为客户提供更符合应用需求,更稳定、可靠的直线运动解决方案。此外,LNSM系列采用独特的优异技术,可兼容消间隙螺母(高重复精度),并且可配置更多的丝杆选项。

贯穿轴式直线步进电机的应用优势

对比外部驱动式直线步进电机与线性导轨搭配使用的应用场景,贯通轴式直线步进电机具有其独特的优势,主要体现在以下3个方面:

  • 允许更大的系统安装误差:

一般情况下,若使用外部驱动式直线步进电机,如果丝杆和导轨安装的平行度不佳,则很有可能导致系统卡滞。然而,使用贯穿轴式直线步进电机,这种致命性的问题可以得到极大的改善,因为其设计的结构特性,可以允许更大的系统误差。

  • 不受丝杆临界转速的限制:

选用外部驱动式直线步进电机做高速直线运动时,通常会被丝杆的临界转速所限制。然而,使用贯穿轴式直线步进电机,固定丝杆并做防转,让电机带动线性导轨的滑块运行。由于丝杆是静止的,所以在实现高速时则不会受到丝杆临界转速的限制。

  • 节省安装空间:

贯穿轴式直线步进电机,因其螺母内置在电机里边的结构设计,不会额外占用丝杆长度之外的空间。可以在同一根丝杆上可安装多个电机,电机不能互相“通过”,但是其运动是互相独立的。因此,对于一些空间要求较为严苛的应用场合,是合适的选择。