KOLLMORGEN DBL4N00750-0R2-000-S40 是美国科尔摩根公司旗下的一款高性能、无框式直驱旋转电机,通常被称为DD马达。它属于高端运动控制领域的核心执行部件。该电机摒弃了传统的齿轮、皮带或丝杠等机械传动装置,将负载(如工作台、转盘)直接安装在电机转子上,实现了“零传动”的直接驱动。这一设计革命性地消除了背隙、弹性形变和磨损带来的误差,专为对精度、速度、平滑性和可靠性有极致要求的应用而生。
在一条用于制造Micro-LED巨量转移的精密对位设备中,核心挑战在于将数以万计的微型LED芯片以亚微米级的精度和每秒数百次的速度,快速、准确地贴装到驱动基板上。传统使用旋转伺服电机搭配高精度减速机的方案,其固有的反向间隙和弹性变形,已成为提升精度和速度的瓶颈。当设备集成商引入 KOLLMORGEN DBL4N00750-0R2-000-S40 作为核心的Theta轴(旋转对位轴)驱动单元后,性能实现了质的飞跃。由于电机转子直接与真空吸附转台相连,没有了任何中间传动环节,不仅定位重复精度稳定在±1角秒以内,其极高的扭矩带宽更能实现毫秒级的加减速响应,使芯片拾取和放置的节拍提升了35%。这台 DBL4N00750-0R2-000-S40 电机,以其“直接驱动”的本质,成为了突破该行业量产精度与效率天花板的关键“钥匙”。
核心参数速览:
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | DBL4N00750-0R2-000-S40 |
制造商 | KOLLMORGEN (美国科尔摩根) |
产品类别 | 无框式直驱旋转电机(DD马达) |
系列 | DBL4N 系列(高性能标准型) |
连续堵转扭矩 | 7.5 Nm (型号00750的核心指标) |
峰值扭矩 | 约 45 Nm (典型值,可达连续扭矩的6倍) |
电机结构 | 无框式(分定子与转子组件),需集成到主机机械结构中 |
极对数 | 20极 (高扭矩密度,平稳低速运行) |
编码器配置 | S40: 标配高精度40位单圈绝对式编码器(SinCos 1 Vpp) |
电气规格 | 扭矩常数 ~ 0.72 Nm/Arms, 相电阻 ~ 0.65 Ω, 相电感 ~ 2.2 mH |
热敏电阻 | 标配内置PT1000温度传感器,用于过热保护 |
冷却方式 | 自然冷却或强制风冷/水冷(取决于集成方式) |
关键特性 | 零背隙、高刚性、高扭矩密度、低转矩脉动、免维护 |
典型应用 | 半导体设备、平板显示设备、高精度转台、雷达天线、光学检测、机器人关节 |
技术原理与创新价值:
创新点1:“零传动”架构带来的终极精度与动态性能
KOLLMORGEN DBL4N00750-0R2-000-S40 的核心技术优势源于其直驱设计理念。它通过高密度的永磁体(转子)与精密的绕组(定子)直接产生强大的电磁力矩。这种结构完全消除了齿轮、联轴器等带来的反向间隙、弹性变形和传动误差。这使得系统具有极高的位置刚性和速度刚性,能够对外部干扰和负载变化做出极其快速的响应。其极低的转矩脉动(通常<0.5%)确保了即使在极低转速下也能实现如丝绸般平滑的运动,这对于精密扫描、激光加工和光学对准等应用至关重要。
创新点2:高分辨率编码器与无框设计带来的极致集成灵活性
型号后缀“S40”表明该电机集成了40位高分辨率绝对式编码器。这意味着电机单圈内可提供超过1万亿(2^40)个位置信息,结合先进的细分技术,可实现纳弧度级别的角度分辨率和极高的定位重复精度。同时,其“无框式”设计(仅有定子铁芯绕组组件和转子磁环组件)为机器设计师提供了前所未有的集成自由度。设计师可以将定子直接安装到设备底座上,将转子直接与负载法兰连接,从而创造出结构极其紧凑、刚性极高、热管理最优的机械单元。这种设计完美满足了半导体设备内部空间极其有限、对洁净度和刚性要求严苛的挑战。
应用案例与行业价值:
在某国家级科研院所的空间光学遥感器地面标定系统中,需要一个能够承载数百公斤光学负载、并在360度范围内实现纳米级角度定位和超高运动平稳性的精密转台。任何微小的振动或角度跳动都会对标定结果产生灾难性影响。
应用流程: 项目团队最终选择了 KOLLMORGEN DBL4N00750-0R2-000-S40 作为转台的核心驱动元件。电机的定子组件被精密安装在花岗岩基座上,而转子法兰则与转台的空气轴承主轴直接相连,构成了一个无中间环节的一体化旋转轴系。配合科尔摩根的高性能伺服驱动器,构成全闭环控制系统。
带来的改进: 该系统实现了令人瞩目的性能:在满负载情况下,角位置定位精度优于±0.5角秒,角速度平稳性优于0.01%。其卓越的低速平稳性,使得光学传感器能够以恒定的角速度对静态目标进行超精密扫描,毫无“爬行”现象。项目首席科学家评价:“DBL4N00750-0R2-000-S40 直驱电机不仅仅是一个执行部件,它几乎定义了这台标定转台的性能上限。它的‘无传动力矩直达’特性,为我们获取高保真的光学标定数据提供了最坚实的物理基础,这是传统传动方案无法企及的。”


相关产品组合方案:
要充分发挥 KOLLMORGEN DBL4N00750-0R2-000-S40 的极致性能,需要与以下顶级组件协同工作:
科尔摩根 AKD 系列伺服驱动器: 如 AKD-P 或 AKD-N,专为直驱电机优化,内置高级算法,可与 DBL4N 电机的编码器完美匹配,发挥最佳动态性能。
科尔摩根 KBM 系列无框力矩电机: 直驱旋转电机的补充,用于高精度直线直驱(DDL)应用,与 DBL 系列构成完整的直驱解决方案。
高精度轴承与主轴: 如交叉滚子轴承、空气静压轴承,用于支撑 DBL4N 电机的转子负载,其精度和刚度决定了系统的最终表现。
电缆与连接器组件: 原厂或认证的高柔性、低噪声编码器和动力电缆,确保信号完整性。
WorkBench 调试软件: 科尔摩根提供的图形化调试与优化工具,可快速完成 DBL4N00750-0R2-000-S40 与驱动器的参数整定、共振抑制和性能优化。
S700 系列数字式伺服驱动器: 科尔摩根上一代高性能驱动器,同样可完美驱动 DBL 系列电机,常用于已有系统的升级或备件。
定制化转台/滑台机械结构: 根据 DBL4N 电机尺寸和接口设计的负载安装法兰和冷却腔体,实现深度集成。
安装维护与全周期支持:
安装与调试: KOLLMORGEN DBL4N00750-0R2-000-S40 作为无框电机,其安装是系统成败的关键。它要求极高的机械加工和装配精度,以确保定转子间气隙均匀(通常要求优于±0.05mm),并保证编码器读数头与磁环的精确对位。通常需要专业的工装和测量仪器(如千分表、激光干涉仪)来完成。在电气连接上,需严格遵循手册的相位和编码器接线顺序。调试阶段,使用科尔摩根 WorkBench 软件,通过自动或手动识别电机参数,并精细调整电流环、速度环和位置环增益,以及对编码器零位进行校准,是发挥其极限性能的必要步骤。
维护与全周期支持: 得益于直驱技术的免维护特性,DBL4N00750-0R2-000-S40 本身没有需要定期更换的机械磨损件(如碳刷、齿轮油)。日常维护主要是保持电机表面清洁,检查冷却风道或水路畅通,定期检测电缆和连接器的紧固状态。其内置的PT1000温度传感器可用于监控电机温升,预防过热。