虹科技术 | 精密运控正当时，虹科直线电机助力中国高端制造一路“狂飙”！

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直线电机概述

在当今工业领域中，直线电机和直线模组是广泛应用的线性运动技术，可以实现高速、高精度、高效的直线运动。直线电机是一种利用电磁场作用力直接驱动负载线性运动的电动机，它是一种能够高效、精准地控制线性运动的动力源，可以将电能直接转化为直线运动的机械能，其基本结构可视为将传统伺服电机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线，由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。

直线电机的工作原理是利用电磁感应产生的磁场与永磁体之间的相互作用力来推动负载直线运动。它的结构中包括一个定子和一个移动子，定子上分布有多组线圈，移动子则包含有多个永磁体。当施加电流于定子线圈时，将产生一个磁场，与移动子上的永磁体相互作用，从而推动移动子进行直线运动。

直线电机的结构特点

结构简单

直线电机的结构相对较简单，由于只需要实现线性运动，因此可以避免转子、减速器和联轴器等附加部件，从而提高了系统的整体效率。

高速度和高精度

由于直线电机直接驱动负载，因此可以实现高速度和高精度的控制，广泛应用于需要高速、高精度运动的场合。

高加速度

直线电机的输出是线性运动，因此可以实现高加速度的运动，适用于需要高加速度的应用场合。

高效率

直线电机的结构简单、无摩擦、无磨损，因此具有高效率、低能耗的特点。

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直线电机市场前景

相对于传统丝杆、皮带模组等传统直线传动方式，直线电机在应用中展现了其单体运动速度快、重复定位精度高、使用寿命长、产生的噪音少等一系列优点。在一些长行程的搬运工况中，为提高生产效率，提高工艺水平，加强同行业竞争力，更高性价比的直线电机成为了最佳选择。

目前，直线电机主要应用于高端设备制造领域，如被应用于电子半导体、光伏片及锂电池、玻璃及液晶面板设备中的搬运和传输高速定位，以及工业印刷机中需要高速高精和轨迹跟随或速度控制的苛刻工况场景中。此外，激光加工设备、精密数控机床、电子生产设备、精密检测设备、医疗设备、3D打印、工业自动化领域、物流传输系统和轨道交通等行业对直线电机的关注度也在持续上升中。

随着全球“工业4.0”概念引领工业革命，《中国制造2025》指出要加快发展智能制造装备和产品，研发伺服电机及驱动器和减速器等智能制造的核心装置。而随着《电机能效提升计划（2021-2023年）》的出台，高效节能电机将得到进一步的发展和普及，且受益于智能化的发展、技术的突破和价格的不断下降，直线电机在2025年预计的市场规模将达到60亿元，未来将成为百亿级市场。

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虹科高性能直线电机

虹科HK-LMCA系列直线电机是一款采用特殊电磁设计的铁芯直线电机，这种类型的电机将线圈缠绕在硅钢板(铁叠片)上，通过单面磁路最大限度提高动力，可提供最大额定推力。该电机推力大，峰值力最高可达4215N，持续力最高可达1856N，电机Km常数高、热损低、齿槽力小，是传动大重量物品的理想之选，可在机床加工与处理过程中保持刚性。与市场上的其他直线电机相比，虹科直线电机的主要优势在于它的力密度高出30%-50%，同时保持非常低的齿槽力。

LMCA产品结构

1–定心环孔

2–动子体

3–电源电缆

4–信号电缆

5–霍尔感应器安装孔

6–安装孔

7–磁轨

虹科HK-LMCA系列直线电机可以选择不同尺寸（30，60，90）和不同版本（S，M，L，XL），并为所有电机提供2种不同类型的磁轨：

经典磁轨，可实现从141 N到1665 N 的连续力 (峰值从311 N到3661 N)

• 创新设计的高性能磁轨，产生更高的力密度，并提高了连续力 (从158 N到1856 N) 和峰值力 (从358 N到4215 N) , 与经典磁轨相比高出近11%

除磁轨外，每个电机版本具有2种速度类型，与低速版本相比，高速电机的最大速度增加了近230%，能够满足需要较高速度或较低电源电压的应用。

为了便于驱动器集成，虹科HK-LMCA直线电机中可集成经过改进的霍尔传感器，该传感器利用现有的磁铁反馈实现最佳的精度价格比，其优势是能够将模拟和数字传感器集成到1个外壳中。当位置精度要求不高时，我们的霍尔传感器可用于经济高效的解决方案。重复定位精度在30μm范围内，而绝对精度在100μm范围内。通过两个传感器的集成，模拟用于精确位置控制，数字用于换向。两者的结合为客户提供了自由“唤醒和震动” 操作功能。

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虹科直线电机驱动的直线模组

虹科CTL直线模组集成虹科高性能直线电机，其力密度较市场同类产品高出30-50%，并保持非常低的齿槽力。高性能直线电机和测量系统的组合，使得CTL直线模组的重复定位精度高达±0.001mm，运动速度可达到5米/秒，并提供虹科直线模组产品线中最高的加速度，能够满足LDI设备制备、高端芯片以及半导体设备制造中后道工艺制程设备等制造过程中对精密运动控制的需求。

虹科CTL直线模组可配备标准的能量链，其特殊的链路设计使得虹科CTL直线模组特别适合在高动态和低噪音的应用中运行，而位于滑座两侧的中央润滑端口可实现简单的重新润滑，十分便于维护。此外，紧凑的尺寸设计和多种行程长度使其能够应用于多种场合。

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虹科直线电机的应用

锂电行业

锂电池分切机是集分切、粉尘处理、张力传感器于一体的自动化机械，当锂电池极片连续纵切时，整个过程的完美实现与音圈电机模组的恒力输出，以及高精密直线电机模组的快速响应速度、微米级定位精度紧密相关，虹科直线电机/直线模组可以让极片分切设备维持较高的准确度和可靠性，从根本上解决了极片分切时较易出现波浪形、拉伸等状况，确保了极片分切后的稳定性，协助提升锂电池规模化生产效率。

此外，为了提升电芯制造的可靠性、一致性和产品良率，电池企业对激光器的稳定输出、焊接过程中的飞溅、焊后熔深一致性，以及表面成型等指标均提出了更高的要求。特别是激光在工件上的位置不应明显偏移，如果装配精度和激光定位精度不能满足要求的话，就容易造成焊接缺陷，影响焊接质量，而虹科直线电机具有更好的动态性能，更精确的定位精度和重复定位精度，以及更高的稳定性和更低的维护成本，因此非常适合激光焊接设备移动定位平台的使用需求。

机床加工

随着产业机械的自动化程度的提高，对机床设备的要求正越来越高，高速化、高精度化、智能化已成为我国高端数控机床发展的趋势和方向。直线电机及其驱动控制技术在机床进给驱动上的应用，使机床的传动结构出现了重大变化，并使机床性能有了新的飞跃。虹科直线电机/直线模组用于控制加工刀具的位置和方向，以实现高精度和高效的加工。由于其高速度、高精度和高刚性，虹科直线电机/直线模组能够提高机床的生产效率和加工精度，并满足机床制造业对高品质加工的要求。

医疗设备

虹科直线电机/直线模组在医疗设备中也有广泛的应用，如医用CT机、磁共振成像（MRI）等。例如，在医用CT机中，直线电机/直线模组用于搬运医疗设备的旋转部分，以及控制CT扫描架的移动。由于其高精度、低噪声和高可靠性，直线电机/直线模组能够满足医疗设备对高精度和低噪声的要求，并确保设备的可靠性和稳定性。