雷尼绍光栅产品助力打造设计“独特”的直线电机

1 背景　　直线电机广泛应用于各大工业领域，包括平板显示器 (FPD)、半导体、自动化、医疗诊断、3D打印和机床等 直线电机类同于定子和转子被“铺开”的旋转同步电机， 但与旋转电机输出旋转扭矩不同，直线电机输出的是沿着 其行程方向上的推力。

　　KOVERY公司是一家位于韩国京畿道的超精密电机制 造商，该公司是业内领先的高精度直线电机系统供应商， 同时还持续致力于技术和产品研发KOVERY的高精度电 机采用自有的专利技术，可减小甚至消除导致速度纹波的 齿槽力，以及因直线电机的定子与动子之间的电磁吸引力 而导致的轴承加速磨损。

　　KOVERY直线电机使用雷尼绍QUANTiC?系列增量 式光栅实现换向和位置控制KOVERY还使用了雷尼绍的 其他测量产品，包括EVOLUTE?绝对式光栅，以及用于 机器校准的XL - 80激光干涉仪。

光栅是能够在恶劣环境中 提供可靠位置反馈的关键组件　　2 挑战　　大部分直线电机属于“平板式直线电机”，其特点是 永磁磁轨布置在一系列电磁线圈(动子)的下方　　半导体和FPD制造等领域的运动控制应用要求严苛， 必须精确控制动子的运动。

　　恒速控制对于许多先进的工业过程来说至关重要，但 传统的电机设计会产生齿槽力，导致电机速度出现纹波　　设计人员还可以选择使用无槽(无铁芯)平板式电 机，这种电机的控制性能优异，但缺点是推力输出会大幅 降低。

于是，KOVERY研发了一个采用“独特”设计的电机系列，能够在减小齿槽力的同时又不会牺牲推力　　KOVERY总裁Kim Houng -joong先生介绍他们的专 利技术说：“市场上的直线电机类型多样，每种设计都各 有所长，但又各有短板。

我们KOVERY独创研发的直线电 机首次将永磁体以直立形式排列，这样永磁体能够在动子 线圈的磁极片间穿过这样的设计可确保磁通量一致，且 每条磁轨都具有独立的磁路在我们的设计中，磁轨数量 越多，电机输出功率越大。

这种设计还可有效减小有槽铁 芯和磁轨之间的法向吸引力，同时又不会牺牲推力换言 之，电机的整体推力增强，最大值可达到传统直线电机的 至少两倍其他优点还包括重量轻、设计自由度高、装配 便捷、拥有成本低等”　　位置编码器可帮助直线电机完成换向，实现平稳的运动和位置控制。

抖动更低且细分误差更小的光栅是首选，因为这些特性有助于实现更精确的位置控制，并可减小速度纹波　　在直线电机中工作的光栅需要具有两个关键设计特性：读数头(传感器)电缆的最小弯曲半径小且电缆寿命长，以确保机器的电缆轨道具有优异的抗挤压、扭结和弯曲性能;最大工作温度高，能够承受电机线圈通电时预期产生的热量。

　　如果读数头安装在电磁线圈附近，则光栅还必须能够抵御强磁场的影响　　3 解决方案　　KOVERY在其直线电机中使用了一系列雷尼绍光栅，包括先进的QUANTiC光栅　　针对半导体和FPD制程设备应用，KOVERY的直线电 机配备了QUANTiC系列光栅，它具备以下特性：分辨率 达到0 . 2 μm，配用RTLC40增量式栅尺，可输出模拟或数 字信号。

针对其他应用，KOVERY的电机则配备了雷尼绍 EVOLUTE绝对式光栅及RTLA50 - S直线栅尺　　Kim先生继续说道：“KOVERY的直线电机提供多种 规格，仅行程长度就有十余种之多有时，我们还需提供 行程长达数米的定制产品。

而且我们预计长行程直线电机 的市场需求还将持续增加QUANTiC光栅的RTLC40钢 带栅尺成卷供应， 我们可以根据每台电机的具体要求方 便地将栅尺裁剪为所需长度， 从而提升了生产灵活性 此外， 雷尼绍的产品交付周期很短且性价比优， 这些都 是吸引我们的优点。

雷尼绍的光栅帮助我们提升了产品竞 争力”　　QUANTiC光栅的优点包括： 兼容行业标准数字或模 拟输出格式;安装和运行公差宽松，间隙为±0 . 3 mm， 扭摆公差为±0.9°;运行速度高达24 m/s;电子细分误差 (SDE) 低至±80 nm;配备具有EMI防护功能的单屏蔽柔 性电缆;内置可辅助安装的LED安装指示灯。

　　通过选装的高级诊断工具ADT i _ —— 1 0 0 和免费的 ADT View软件，可获得更详实的诊断数据ADTi - 100非 常适合不易安装的应用场合，并可用于现场诊断和查错　　尤其是，QUANTiC光栅配备LED安装指示灯且具有 极宽松的安装公差，可帮助用户快速、直观地完成安装过 程， 从而降低机器装配成本， 减少维护机器时的停机时 间。

此外，QUANTiC光栅的低电子细分误差 (SDE) 和 高分辨率特性还有助于提升直线电机的精度，减少速度纹 波，从而实现更平稳的运动控制　　Kim先生详细说道：“选择光栅系统时，除了光栅规 格要满足客户的应用要求以外，我们还会考虑光栅在生产 环境中的安装难度和可靠性。

设备制造商要求的产品交付 周期一般都非常短，从收到订单、设计、制造、测试到交 付，我们通常只有3到6个月的时间”　　“零件的安装效率绝对是确保准时交付产品的关键因 素之一QUANTiC光栅具有宽松的安装公差，因此安装 非常便捷。

而且，通过观察读数头上的LED安装指示灯的 颜色，我们可以快速确定信号强度是否达到标准，安装是 否成功QUANTiC的这些特性可帮助我们节省时间、降低成本，并且增强了我们对产品的信心”　　　　KOVERY 直线电机配用两条永磁磁轨　　雷尼绍的EVOLUTE绝对式光栅具有许多与QUANTiC 系列相同的优点， 包括宽松的安装公差和优异的抗污能 力。

通过高级诊断工具ADTa - 100硬件和ADT View软 件，也可获得有关EVOLUTE的更详实的诊断数据　　KOVERY在电机产品出厂前使用雷尼绍XL - 80激光干 涉仪进行测试和校准XL - 80用于机器校准和质量控制， 它的运行速度快且精度高，线性测量精度可达0 . 5 ppm，而且轻巧便携。

　　“我们的大部分客户是对质量要求严苛的精密设备 制造商，因此电机在出厂前必须通过严格的检验我们使 用雷尼绍XL - 80激光干涉仪测量每台直线电机的线性度、 直线度和垂直度;此外还执行动态测量，包括速度纹波分 析。

XL - 80激光干涉仪安装快捷且易于使用，它无疑是我 们执行产品测试的理想之选，”Kim先生说道　　4 结果　　雷尼绍的光栅产品和激光校准系统帮助KOVERY打造 出性能优异的直线电机，并应用在半导体制造等领域的先 进制程机器设备中。

雷尼绍与KOVERY之间的密切合作将 继续支持新型直线电机的研发　　Kim先生总结道：“我们专注于超高精度及高速直线 电机的研发， 不可能对产品内部的每个零部件都了如指 掌雷尼绍的售后支持服务非常出色，他们经常与我们的 研发团队紧密沟通，不仅在必要时提供相关培训，还为我 们解决了许多应用难题。

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