15 oktober , 2007

[Bekijk video| Download video - 14mb]

 

Door de wijze waarop lineaire motoren worden aangedreven opnieuw te bezien, kan één motor nu beweging genereren in twee richtingen. Dit levert veel eenvoudigere bewegingssystemen op met veel betere prestaties.

 

Onderzoekers van Philips Applied Technologies hebben een zeer innovatieve techniek ontwikkeld waarmee standaard lineaire motoren tegelijkertijd beweging langs twee assen kunnen leveren in plaats van langs één enkele as. In apparatuur als de ‘pick-and-place’ machines die worden gebruikt voor het assembleren van elektronische printplaten, zal Philips’ gepatenteerde ‘NForcer Technology' ontwerpers in staat stellen het aantal benodigde motoren en elektronische aandrijvingsmodules te verminderen en het algehele mechanische ontwerp te vereenvoudigen. Dit zal aanzienlijk lagere apparatuurkosten tot gevolg hebben. Door de massa van de bewegende delen terug te dringen, zullen ontwerpers ook ontwerpen kunnen produceren die hogere versnellingen en bedrijfssnelheden bereiken.

 

Met deze nieuwe innovatie kunnen horizontaal gemonteerde lineaire motoren zowel lift als zijdelingse beweging genereren. Zo leveren zij met slechts één motor beide bewegingsassen die nodig zijn in pick-and-place machines. Met NForcer Technology wordt met behulp van gewone lineaire motoren ook de productie mogelijk van precisiemagneetplatforms met zes assen van gecontroleerde beweging (3-dimensionaal verschuiven en kantelen).

 

“Het mooie aan deze innovatie in de werking van lineaire motoren is dat er absoluut niets hoeft te worden gewijzigd aan bestaande motorcomponenten,” zegt Dr. Georgo Angelis, Senior Scientist bij Philips Applied Technologies. “Men hoeft alleen maar de componenten enigszins anders te positioneren en op een intelligente manier aan te drijven.”

 

Werkingsprincipe

 

IJzerloze, meerfasige lineaire motoren werken volgens het principe dat een stroomvoerende geleider die in een magnetisch veld wordt geplaatst een kracht ondervindt die loodrecht staat op de richting van de stroom en op de richting van het veld (de Lorentzkracht). Het is deze kracht die voor de beweging zorgt. In een conventionele lineaire motor zijn de stroomvoerende geleiders uitgevoerd als spoelen, waarbij alleen de verticale zijden van de spoelen zich in het magnetische veld bevinden. Het gevolg is dat de motor alleen zijdelingse beweging genereert. Om met één motor 2-dimensionale beweging te bereiken, hebben de onderzoekers van Philips Applied Technologies de plaats van de spoelen ten opzichte van het magnetische spoor verschoven, zodat het onderste horizontale deel van de spoelen zich ook in het magnetische veld bevindt, waar het kracht en de daaruit voortvloeiende beweging in verticale richting genereert.

 

Omdat Philips’ NForcer Technology kan worden gebruikt om magnetische levitatie te bewerkstelligen, maakt het ook de productie mogelijk van volledig zwevende, lagerloze platforms, die in tegenstelling tot oplossingen met luchtlagers kunnen worden gebruikt in een vacuüm. Een volledig zwevend (lagerloos) magneetzweefplatform met langeslagbeweging langs de x-as en korte slagbeweging langs de y-as en z-as en een kantel- en draaimogelijkheid van enkele milliradialen kan worden gerealiseerd met slechts vier horizontale magneetsporen (stators) en zes forcers (rotors).

 

De ontwikkeling van NForcer Technology door Philips Applied Technologies komt voort uit de lange historie van Philips in het leveren van geavanceerde mechatronicaoplossingen aan de industrie, variërend van servomechanismen voor CD-ROM-stations tot ultranauwkeurige positioneerplatforms voor de fabricage van siliciumchips.

 

Figuur 1