Moteur pas à pas linéaire, également connu sous le nom demoteur pas à pas linéaire, est un noyau de rotor magnétique qui interagit avec le champ électromagnétique pulsé généré par le stator pour produire une rotation. Un moteur pas à pas linéaire est intégré au moteur pour convertir le mouvement rotatif en mouvement linéaire. Les moteurs pas à pas linéaires peuvent effectuer directement un mouvement linéaire ou un mouvement alternatif linéaire. Si un moteur rotatif est utilisé comme source d'énergie pour convertir le mouvement linéaire en mouvement, des engrenages, des structures à cames et des mécanismes tels que des courroies ou des câbles sont nécessaires. Les premiers moteurs pas à pas linéaires ont été introduits en 1968, et la figure suivante présente quelques moteurs pas à pas linéaires typiques.
Principe de base des moteurs linéaires à entraînement externe
Le rotor d'un moteur pas à pas linéaire à entraînement externe est un aimant permanent. Lorsque le courant traverse l'enroulement du stator, celui-ci génère un champ magnétique vectoriel. Ce champ magnétique entraîne le rotor en rotation selon un certain angle, de sorte que la direction de ses deux champs magnétiques coïncide avec celle du champ magnétique du stator. Lorsque le champ magnétique vectoriel du stator tourne d'un angle, le rotor tourne également selon un angle avec ce champ magnétique. À chaque impulsion électrique, le rotor électrique tourne d'un angle et avance d'un pas. Il produit un déplacement angulaire proportionnel au nombre d'impulsions et une vitesse proportionnelle à la fréquence des impulsions. Modifier l'ordre d'excitation des enroulements inverse le moteur. La rotation du moteur pas à pas peut donc être contrôlée en contrôlant le nombre d'impulsions, la fréquence et l'ordre d'excitation des enroulements de chaque phase.
Le moteur utilise une vis comme axe de sortie, et un écrou d'entraînement externe est engagé avec la vis à l'extérieur du moteur, ce qui empêche la rotation de l'écrou par rapport à l'autre, permettant ainsi un mouvement linéaire. Le résultat est une conception grandement simplifiée qui permet l'utilisation directe de moteurs pas à pas linéaires pour un mouvement linéaire précis dans de nombreuses applications, sans installation de liaison mécanique externe.
Avantages des moteurs linéaires à entraînement externe
Les moteurs pas à pas à vis linéaires de précision peuvent remplacer les cylindres dansquelques applications, offrant des avantages tels qu'un positionnement précis, une vitesse réglable et une grande précision. Les moteurs pas à pas à vis linéaires sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment la fabrication, l'étalonnage de précision, la mesure précise des fluides, la précision des mouvements de position et bien d'autres domaines exigeant une précision élevée.
▲Haute précision, précision de positionnement répétable jusqu'à ± 0,01 mm
Le moteur pas à pas à vis linéaire réduit le problème de retard d'interpolation grâce à son mécanisme de transmission simple, sa précision de positionnement, sa répétabilité et sa précision absolue. Il est plus facile à réaliser qu'un système « moteur rotatif + vis ». La précision de positionnement répétitif d'une vis ordinaire du moteur pas à pas à vis linéaire peut atteindre ± 0,05 mm, et celle d'une vis à billes ± 0,01 mm.
▲ Grande vitesse, jusqu'à 300 m/min
La vitesse du moteur pas à pas à vis linéaire est de 300 m/min et l'accélération de 10 g, tandis que celle de la vis à billes est de 120 m/min et l'accélération de 1,5 g. La vitesse du moteur pas à pas à vis linéaire sera encore améliorée après la résolution du problème de surchauffe, tandis que la vitesse du servomoteur et de la vis à billes est limitée, mais il est difficile de l'améliorer davantage.
Longue durée de vie et entretien facile
Le moteur pas à pas à vis linéaire est adapté à une haute précision, car il n'y a aucun contact entre les pièces mobiles et les pièces fixes grâce à l'espace de montage, et il ne subit aucune usure due au mouvement alternatif à grande vitesse des moteurs. La vis à billes ne garantit pas la précision du mouvement alternatif à grande vitesse, et le frottement à grande vitesse entraîne l'usure de l'écrou de la vis, ce qui affecte la précision du mouvement et ne permet pas de répondre aux exigences de haute précision.
Sélection d'un moteur linéaire à entraînement externe
Lors de la création de produits ou de solutions liés au mouvement linéaire, nous suggérons aux ingénieurs de se concentrer sur les points suivants.
1. Quelle est la charge du système ?
La charge du système comprend la charge statique et la charge dynamique, et souvent la taille de la charge détermine la taille de base du moteur.
Charge statique : poussée maximale que la vis peut supporter au repos.
Charge dynamique : poussée maximale que la vis peut supporter lorsqu'elle est en mouvement.
2. Quelle est la vitesse de fonctionnement linéaire du moteur ?
La vitesse de rotation du moteur linéaire est étroitement liée au pas de la vis : un tour de vis équivaut à un pas de l'écrou. Pour une faible vitesse, il est conseillé de choisir une vis avec un pas plus petit, et pour une vitesse plus élevée, une vis plus grande.
3. Quelle est l’exigence de précision du système ?
Précision de la vis : la précision de la vis est généralement mesurée par la précision linéaire, c'est-à-dire l'erreur entre la course réelle et la course théorique après la rotation de la vis pour un cercle sec amer.
Précision de positionnement répétée : la précision de positionnement répétée est définie comme la précision du système à pouvoir atteindre la position spécifiée à plusieurs reprises, ce qui est un indicateur important pour le système.
Jeu : jeu de la vis et de l'écrou au repos lorsque les deux axes se déplacent l'un par rapport à l'autre. Avec l'augmentation du temps de travail, le jeu augmente également en raison de l'usure. Un écrou de rattrapage de jeu permet de compenser ou de corriger ce jeu. Lorsqu'un positionnement bidirectionnel est requis, le jeu est un problème.
4. Autres sélections
Les points suivants doivent également être pris en compte lors du processus de sélection : le montage du moteur pas à pas linéaire est-il conforme à la conception mécanique ? Comment relierez-vous l'objet mobile à l'écrou ? Quelle est la course effective de la tige filetée ? Quel type d'entraînement sera utilisé ?
Date de publication : 16 novembre 2022