半导体、3C等领域的部分场景对执行器的力控精度和响应速度要求较为极致，传统的丝杠方案或普通直线电机方案往往难以满足。这时候，音圈执行器成为了一种更为理想的选择。

音圈执行器是什么？内部结构及控制原理是什么？有哪些具体的应用？本文将带您深入了解。

 

01 音圈执行器是什么？

音圈执行器（Linear Coil Actuator）是一种特殊形式的线性驱动装置，直接将电能转化成直线运动机械能，无需任何中间转换机构，主要用于高速、高精度、高响应的位移执行操作。

它的基本原理近似于扬声器（喇叭）中的永久磁铁应用，线圈被包含在磁铁壳中，只要向线圈供电，电磁力就得以产生。“音圈执行器”正是由此得名。

02 工作原理

音圈执行器的工作原理基于安培力（即洛伦兹力）效应：当通电导体置于磁场中时，会受到磁场作用力 F 。该力的大小取决于磁感应强度 B （磁场强度）、电流 I 、导体的有效长度 L ，以及磁场与电流的方向。

如果共有 N 根长度为 L 的导线放置在磁场中，则导线所受的总力可表示为：

03 内部结构

大寰机器人音圈执行器基本结构：高性能磁铁+移动线圈+光栅尺+伺服电机&编码器+真空管+电气接口+电缆

永磁体：位置固定，提供恒定的磁场，使音圈产生受控运动
音圈：通电后在磁场中运动，产生电磁力，实现位移控制

04 线性 VS 线性旋转（复合运动）

05 大寰机器人音圈执行器

大寰机器人的音圈执行器产品包含“VLA系列音圈线性执行器”和“VLAR系列音圈线性旋转执行器”。

 

 

 

VLA系列和VLAR系列采用高度集成化设计，机身轻薄，厚度最小仅10mm；可实现±5g的力控精度，部分可达±2g；重复定位精度达到±2μm；采用超高精度编码器，分辨率达微米级，更高可选0.1μm分辨率光栅编码器，磁性编码器分辨率为1μm。

工作模式：

速度模式丨力矩模式丨位置模式

应用场合：

检测丨分选丨测试丨组装丨旋转
贴合丨装配丨植入丨移载丨扣合

 

06 优势技术：“软着陆”

智能“软着陆”，指在速度模式下，精密控制执行器的直线轴，以最小的力度，柔和地接触目标物体表面，同时持续地监控位置误差，一旦接触到物体表面时，位置误差增大到预先设置的值时，电机执行轴就会保持在物体表面那个位置。

“软着陆”目的是在执行部件与加工零件接触的过程中，实现力度可控，防止出现器件损坏或者由于压力产生的其他问题。

“软着陆”流程：

1.在位置模式P下，高速接近零件；

2.快接近零件时，执行器逐渐减速；

3.从位置模式P切换到速度模式V，设置小的速度值V和电流值I；同时持续监控位置误差ΔP和I；

4.达到预先设定的位置误差ΔP或电流I时，完成软着陆。

07 大寰机器人方案VS传统方案

以芯片封装为例，传统芯片拾取机构接触芯片时，速度过快、接触力过大，过度按压芯片造成芯片的损坏，从而大大影响了芯片贴装的良率及效率。

08 应用案例

易损元件柔性取放 

大寰机器人的音圈执行器，可提供精准的“直线+旋转”运动，配合“软着陆”功能，能够以±5g
的力去触碰精密组件，保护组件不受损坏，如芯片封装、摄像头模组组装。

3C电子产品检测

应用于3C电子行业的手机、平板电脑、智能手表屏幕等触控面板检测、键盘测试、开关检测等。

新能源电池厚度测量

通过程序设定好推力、速度，柔性地推压电池包，当达到设定的力度后，测量位置并输出电池包厚度。大寰机器人的音圈执行器的高稳定、高频长寿命特性，能够使检测长期、高效、精准、稳定执行。

微型电子零件组装

微型电子零部件，对生产组装要求极高，如摄像头模组组装。大寰机器人的音圈线性旋转执行器±5g的精确力控和软着陆有效防止零件损坏；±0.02°的旋转重复定位精度，确保定位组装的准确，提高整体组装生产的良率。

 

09 选型流程

如果你想了解更多关于大寰机器人“音圈执行器”的信息，或者有更多关于工业自动化的想法，欢迎在评论区留言讨论！

 

关于大寰机器人

大寰机器人（DH-ROBOTICS）成立于2016年，是一家专注于为工业智能制造场景提供核心零部件的高科技企业。

大寰机器人深耕精密运控领域，填补了国内精密执行器领域的空白，拥有伺服电动夹爪、音圈执行器、伺服电缸、DH-5灵巧手、iFM 智能柔性运动系统等多系列的200+产品，为3C、新能源、半导体等行业提供柔性化、智能化、低碳化的电动执行器产品与解决方案，助力客户提升生产效率，推动智能制造与可持续发展。