Pequenos módulos de motores lineares e eixos como sistema modular da Faulhaber

Por Mike Santora | 4 de abril de 2022

Desde o início da crise do coronavírus, o mais tardar, a indústria farmacêutica e os laboratórios estão sob pressão para realizar os mais altos níveis possíveis de automação. Aqui são necessários vários novos dispositivos de análise e teste, linhas de produção, bem como sistemas de envase e embalagem, cuja eficiência depende do nível de automação. Eixos e módulos de motores lineares miniaturizados para aplicações de um ou vários eixos abrem novas possibilidades aqui. Projetados como um sistema modular, eles são adequados para uma ampla gama de tarefas em automação de laboratório e na indústria farmacêutica. São alimentados por motores lineares FAULHABER.

Os engenheiros da Jung Antriebstechnik u. A Automation GmbH JA2 respondeu aos pedidos da indústria farmacêutica, do setor de análise e da indústria de tecnologia médica para soluções de automação pequenas, mas funcionais, com o desenvolvimento de um novo sistema mecatrônico modular chamado QuickLab. Com os pequenos módulos de motor linear QM02 para curso de até 160 mm e os eixos de motor linear QA02 para curso de até 220 mm, aplicações de curso curto podem ser realizadas com alta dinâmica e precisão, por exemplo, em laboratório e tecnologia de análise ou em testes sistemas. Através da construção mecânica e guias de precisão em combinação com dois carros de esferas, os módulos e eixos são muito rígidos e oferecem alta repetibilidade durante o posicionamento de +/- 50 μm, apesar de sua construção leve e baixa massa móvel. Dependendo da carga, são possíveis velocidades de deslocamento de até 3 m/s e acelerações de até 50 m/s2. Os eixos e módulos podem ser combinados individualmente entre si. Dessa forma, aplicações pick-and-place podem ser realizadas, assim como soluções automáticas para separar, agrupar, testar ou plaquear amostras ou outros produtos sensíveis. Com uma largura de 22 mm, o QuickLab cobre perfeitamente a necessidade de sistemas miniaturizados de manuseio de um ou vários eixos. Além disso, são oferecidos os acessórios apropriados, como compensação de força de peso, freios magnéticos, sensores de posição externos e placas adaptadoras.

Alta dinâmica e precisão "Os motores lineares são o 'coração' do nosso sistema de automação modular e os requisitos impostos a eles são muito altos", explica Wilhelm Jung, diretor administrativo da JA2. "Os motores devem operar com alta dinâmica, ser controláveis ​​com precisão e ter dimensões adequadas. Os motores lineares da FAULHABER convencem aqui com seu princípio funcional inovador, que difere das soluções "clássicas":Os motores lineares podem ser construídos de várias maneiras diferentes porque todos os princípios de motores elétricos "rotativos" geralmente podem ser implementados em motores lineares mapeando o entreferro redondo em uma linha reta. Para fazer isso, os enrolamentos de excitação elétrica originalmente arranjados circularmente são mapeados em um caminho plano. O campo magnético então puxa o rotor sobre o percurso. Existem, no entanto, ainda outras possibilidades: Os acionamentos lineares DC LM2070 não são construídos como "rotores de superfície" com carro e guia. Em vez disso, a haste de força é guiada dentro de uma bobina trifásica autoportante . "Este projeto produz uma relação excepcionalmente boa entre a força linear e a corrente e alta dinâmica. Além disso, não há torques de engrenagem, tornando os motores lineares ideais para uso em nosso sistema modular QuickLab."

Desempenho máximo nas menores dimensões Os motores lineares LM2070 estão disponíveis com comprimentos de curso de 40 a 220 mm. Apesar das dimensões compactas do estator de 20 x 20 x 70 mm (L x A x C), o pequeno servomotor DC linear possui impressionantes indicadores de desempenho mecânico. A força contínua é de 9,2 N e até 28 N de força de pico estão disponíveis. O mancal liso robusto da haste de força lida facilmente com altas velocidades de até 3 m/s. Ao mesmo tempo, a pequena casa de força pode ser controlada com muita precisão. Já com os sensores Hall integrados, a precisão de posicionamento absoluto é de +/- 0,1 mm e a repetibilidade é de +/- 50 μm. Com um sensor externo opcional, esses números podem ser melhorados para +/- 0,01 mm e uma repetibilidade de +/- 1 μm. Além disso, há uma operação praticamente livre de manutenção, pois o motor não possui peças móveis de desgaste. Além disso, o acionamento linear opera quase sem ruído. "Isto é importante principalmente se o pessoal e os sistemas de manuseio trabalharem na mesma sala, como costuma acontecer em laboratórios", acrescenta Wilhelm Jung.