Motor paso a paso lineal, también conocido comomotor paso a paso linealUn núcleo de rotor magnético interactúa con el campo electromagnético pulsado generado por el estator para producir rotación. Un motor paso a paso lineal, ubicado dentro del motor, convierte el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Los motores paso a paso lineales pueden generar movimiento lineal o alternativo directamente. Si se utiliza un motor rotatorio como fuente de energía para convertir el movimiento en lineal, se requieren engranajes, estructuras de levas y mecanismos como correas o cables. Los motores paso a paso lineales se introdujeron por primera vez en 1968, y la siguiente figura muestra algunos motores paso a paso lineales típicos.
Principio básico de los motores lineales accionados externamente
El rotor de un motor paso a paso lineal de accionamiento externo es un imán permanente. Cuando la corriente fluye a través del devanado del estator, este genera un campo magnético vectorial. Este campo magnético impulsa al rotor a girar en un ángulo determinado, de modo que la dirección del par de campos magnéticos del rotor coincide con la dirección del campo magnético del estator. Cuando el campo magnético vectorial del estator gira en un ángulo, el rotor también gira en un ángulo con este campo magnético. Por cada pulso eléctrico de entrada, el rotor eléctrico gira un ángulo y avanza un paso. Produce un desplazamiento angular proporcional al número de pulsos de entrada y una velocidad proporcional a la frecuencia del pulso. Al cambiar el orden de energización del devanado, se invierte el motor. Por lo tanto, la rotación del motor paso a paso se puede controlar controlando el número de pulsos, la frecuencia y el orden de energización de los devanados del motor de cada fase.
El motor utiliza un tornillo como eje de salida, y una tuerca de accionamiento externa se acopla al tornillo fuera del motor, lo que evita que la tuerca gire entre sí, logrando así un movimiento lineal. El resultado es un diseño muy simplificado que permite el uso directo de motores paso a paso lineales para un movimiento lineal preciso en muchas aplicaciones sin necesidad de una conexión mecánica externa.
Ventajas de los motores lineales accionados externamente
Los motores paso a paso de tornillo lineal de precisión pueden reemplazar los cilindros enalgunas aplicaciones, logrando ventajas como posicionamiento preciso, velocidad controlable y alta precisión. Los motores paso a paso de tornillo lineal se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo fabricación, calibración de precisión, medición de fluidos de precisión, movimiento de posicionamiento preciso y muchas otras áreas con requisitos de alta precisión.
▲Alta precisión, precisión de posicionamiento repetible de hasta ±0,01 mm
El motor paso a paso de tornillo lineal reduce el problema del retardo de interpolación gracias a su sencillo mecanismo de transmisión, precisión de posicionamiento, repetibilidad y absoluta exactitud. Es más fácil de conseguir que el "motor rotatorio + tornillo". La precisión de posicionamiento repetitivo del tornillo convencional del motor paso a paso de tornillo lineal puede alcanzar ±0,05 mm, mientras que la del tornillo de bolas puede alcanzar ±0,01 mm.
▲ Alta velocidad, hasta 300 m/min
La velocidad del motor paso a paso de tornillo lineal es de 300 m/min y su aceleración es de 10 g, mientras que la del tornillo de bolas es de 120 m/min y su aceleración es de 1,5 g. La velocidad del motor paso a paso de tornillo lineal mejorará aún más tras resolver con éxito el problema del calor, mientras que la del servomotor y tornillo de bolas rotatorio tiene una velocidad limitada, pero es difícil mejorarla.
Alta vida útil y fácil mantenimiento.
El motor paso a paso de tornillo lineal es adecuado para alta precisión, ya que no hay contacto entre las piezas móviles y fijas gracias al espacio de montaje y no se desgasta gracias al movimiento alternativo de alta velocidad de los motores. El husillo de bolas no garantiza la precisión en el movimiento alternativo de alta velocidad, y la fricción a alta velocidad provoca el desgaste de la tuerca del husillo, lo que afecta la precisión del movimiento y no satisface los requisitos de alta precisión.
Selección de motor lineal de accionamiento externo
Al crear productos o soluciones relacionados con el movimiento lineal, sugerimos a los ingenieros que se centren en los siguientes puntos.
1. ¿Cuál es la carga del sistema?
La carga del sistema incluye carga estática y carga dinámica, y a menudo el tamaño de la carga determina el tamaño básico del motor.
Carga estática: el empuje máximo que el tornillo puede soportar en reposo.
Carga dinámica: el empuje máximo que puede soportar el tornillo cuando está en movimiento.
2. ¿Cuál es la velocidad de funcionamiento lineal del motor?
La velocidad de funcionamiento del motor lineal está estrechamente relacionada con el paso del tornillo; una revolución del tornillo equivale a un paso de la tuerca. Para velocidades bajas, se recomienda elegir un tornillo con un paso menor, y para velocidades altas, uno mayor.
3. ¿Cuál es el requisito de precisión del sistema?
Precisión del tornillo: la precisión del tornillo generalmente se mide por la precisión lineal, es decir, el error entre el recorrido real y el recorrido teórico después de que el tornillo gira en un círculo seco amargo.
Precisión de posicionamiento repetido: la precisión de posicionamiento repetido se define como la precisión del sistema para poder alcanzar la posición especificada repetidamente, lo cual es un indicador importante para el sistema.
Juego: Juego entre el tornillo y la tuerca en reposo cuando ambos se mueven axialmente. A medida que aumenta el tiempo de trabajo, el juego también aumenta debido al desgaste. La tuerca de eliminación de juego puede compensar o corregir el juego. Cuando se requiere posicionamiento bidireccional, el juego es un factor importante.
4. Otras selecciones
También deben considerarse los siguientes aspectos durante el proceso de selección: ¿El montaje del motor paso a paso lineal se ajusta al diseño mecánico? ¿Cómo se conectará el objeto móvil a la tuerca? ¿Cuál es la carrera efectiva del vástago del tornillo? ¿Qué tipo de accionamiento será compatible?
Hora de publicación: 16 de noviembre de 2022