Schwingspulenantriebe | Hochgeschwindigkeits-Hub ohne Reibung

Ein Schwingspulenantrieb ist ein spezieller elektromagnetischer Aktuator, der eine schnelle, gleichmäßige und reibungsfreie lineare Bewegung ermöglicht. Er funktioniert im Wesentlichen ähnlich wie die Spule eines Lautsprechers, wobei der Stromfluss dazu führt, dass die Spule mit einem Magnetfeld interagiert und dadurch Kraft und Bewegung erzeugt. Diese Aktuatoren eignen sich ideal für Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten und kurzen Verfahrwegen. Ingenieure bevorzugen das kontaktlose System, da es ohne mechanische Reibung und Spiel auskommt. Diese Systeme werden unter anderem in Scansystemen, Fokussiersystemen oder vibrationssensiblen Systemen eingesetzt, die präzise, ​​wiederholbare Bewegungen bei höchster Beschleunigung erfordern.

Schwingspulenantriebe funktionieren nach dem Prinzip der Lorentzkraft. Sobald elektrischer Strom durch eine in einem Magnetfeld befindliche Spule fließt, wirkt eine Kraft senkrecht zur Stromrichtung und zum Magnetfeld. Diese Kraft erzeugt eine lineare Bewegung der Spule (oder der daran befestigten Last) ohne jeglichen mechanischen Kontakt.

Damit kommen wir zu den wichtigsten Punkten des Prinzips der Lorentz-Kraft:

1) Direktantriebsbewegung:

• Es sind keine Zahnräder oder mechanischen Verbindungen beteiligt, was eine reibungslose und präzise Betätigung gewährleistet.
• Dies ermöglicht schnellere Reaktionszeiten und eine geringere mechanische Komplexität.

2) Bidirektionale Steuerung:

• Die Steuerung von Richtung und Größe der Bewegung erfolgt durch die Manipulation des Stroms.
• Dies gewährleistet eine nahezu sofortige dynamische Positionierung in beide Richtungen.

3) Reibungslose Bewegung:

• Da im Antriebsmechanismus keine sich berührenden Teile vorhanden sind, gibt es keine Reibung und kein Spiel.
• Dies gewährleistet eine längere Lebensdauer und bessere Leistung in empfindlichen Anwendungen wie Scannen oder Fokussieren.

• Reibungsfreie Bewegung: Unser Direktantriebskonzept kommt ohne mechanischen Kontakt aus, wodurch der Verschleiß reduziert und das Ansprechverhalten verbessert wird.
• Drehspulenantrieb: Der kompakte Drehantrieb ermöglicht präzise Bewegungen in Umgebungen mit eingeschränktem Bewegungsspielraum.
• Linearer Schwingspulenantrieb: Der Linearantrieb ermöglicht eine schnelle, spielfreie Linearbewegung mit hoher Präzision.
• Kein Spiel: Jeder Aktuator ist so konstruiert, dass er einen reibungslosen und vibrationsfreien Betrieb auch bei hohen Geschwindigkeiten gewährleistet.
• Hohe dynamische Reaktionsfähigkeit: Schnelle Beschleunigung und Verzögerung, ideal für Scan-, Fokussierungs- und Pick-and-Place-Anwendungen.
• Eigenfertigung: Norck Robotics behält stets die volle Kontrolle, vom Spulenwickelprozess bis hin zur Endprüfung, und gewährleistet so höchste Qualität.
• Globale Unterstützung: Technische Unterstützung und schnelle Lieferung von Ersatzteilen in verschiedene Teile der Welt.

Mehrere bemerkenswerte Eigenschaften machen einen Schwingspulenantrieb für anspruchsvollste Bewegungssteuerungsanwendungen geeignet. Als reibungsfreier Linearantrieb ermöglicht er eine gleichmäßige, berührungslose Bewegung ohne mechanischen Verschleiß und somit eine lange Lebensdauer.

Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:

• Schnelle Reaktion: Erreicht schnell enorme Beschleunigungen und ermöglicht schnelle Richtungswechsel, wodurch er sich ideal für die schnelle Positionierung eignet.
• Reibungsfrei: Keine Zahnräder, kein Kontakt beweglicher Teile sorgen für einen reibungslosen Betrieb ohne Vibrationen.
• Kurze und präzise Striche: Es ermöglicht präzise und kontrollierte Bewegungen über sehr kleine Distanzen, üblicherweise im Submillimeterbereich.
• Kompakt und leicht: Dank seiner einfachen elektromagnetischen Struktur passt es auch in beengte Räume.
• Bidirektionale Steuerung: Die präzise Positionskontrolle ermöglicht eine reibungslose Bewegung in beide Richtungen.

Dies macht es zur ersten Wahl für Anwendungen wie Scannen, Fokussieren und Hochgeschwindigkeitsautomatisierung.

Schwingspulenantriebe (VCAs) gelten als reibungsfreie Aktuatoren: Sie eignen sich besonders für Anwendungen, die schnelle, präzise und wiederholbare Bewegungen mit minimalem mechanischem Widerstand erfordern. Sie gewährleisten eine gleichmäßige Bewegung ohne physischen Kontakt zwischen den beweglichen Teilen und sind daher ideal für empfindliche Systeme. Einige Anwendungsbeispiele sind:

• Laserscanning:Kurzstreckenbewegung für Bildgebungs-, Laserscanning- und Oberflächeninspektionsanwendungen, die Geschwindigkeit und Präzision erfordern.
• Fokussierung:Es wurden feine lineare Anpassungen am optischen System von Kameras, Mikroskopen und Lasersystemen vorgenommen.
• Schwingungsdämpfung: Es dient als reaktives Element zur dynamischen Dämpfung, um Vibrationen in empfindlichen Instrumenten zu reduzieren.
• Positionierung: Es ermöglicht die Mikropositionierung mit hoher Geschwindigkeit für Automatisierungs-, Sondierungs- und Messtechnik-Anwendungen.
• Prüfen und simulation: Erzeugt präzise und reproduzierbare Verschiebungen in Labor- und Luft- und Raumfahrttestumgebungen.

Als reibungsfreie Aktuatoren bieten sie höchste Leistung bei minimalem Verschleiß und äußerster Präzision, insbesondere auf fortschrittlichen Forschungs- und Industrieautomatisierungsplattformen.

Die Beseitigung des mechanischen Widerstands ermöglicht reibungslose Bewegungen und sorgt somit für einen störungsfreien Betrieb, hohe Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer. Dies ist von entscheidender Bedeutung für wiederholbare, hochpräzise Systeme. Zu den Hauptvorteilen gehören die folgenden:

• Schnellere Reaktionszeit: Da der Widerstand gering ist, können die Aktuatoren schnell beschleunigen und abbremsen.
• Bessere Energieeffizienz:Weniger Reibung bedeutet, dass weniger Energie in Form von Wärme verloren geht, was eine bessere Leistung des Systems ermöglicht.
• Minimaler Verschleiß und geringer Wartungsaufwand: Da kein Kontakt zwischen den beweglichen Elementen besteht, haben die Komponenten eine längere Lebensdauer und benötigen weniger Wartung.
• Extreme Präzision und Genauigkeit:Das Fehlen von Reibung ermöglicht eine extrem präzise und genaue relative Positionierung bis hin zu dem Punkt, an dem mechanische Geräusche auftreten oder die Abmessung variieren kann.
• Saubererer Betrieb: Situationen, die eine saubere Umgebung erfordern, wie beispielsweise Reinräume oder medizinische Anwendungen, eignen sich gut für einen reibungsfreien Betrieb, da eine Verunreinigung durch Partikel, die durch mechanischen Verschleiß entstehen, verhindert werden muss.

Reibungsfreie Bewegungen sind besonders nützlich für die Mikroskopie, die Halbleiterbearbeitung und die optische Ausrichtung, wo kleinste Störungen die Leistung beeinträchtigen.