Il motore lineare è la soluzione chiave.

I motori lineari offrono un posizionamento preciso e una risposta altamente dinamica per numerose attività di controllo del movimento. Per le macchine utensili, ciò include non solo la traslazione rapida, ma anche il movimento lento e a velocità costante di teste macchina, slitte del mandrino, sistemi di gestione degli utensili e dispositivi di movimentazione dei pezzi.

Nonostante le loro potenzialità, i motori lineari non hanno svolto un ruolo significativo nell'evoluzione della progettazione di macchine moderne, che ha visto passi da gigante nella tecnologia di controllo. Al contrario, secondo i funzionari Siemens, le macchine moderne utilizzano ancora, per la maggior parte, tecniche di azionamento a slitta risalenti a decenni fa. Le macchine sono passate dai sistemi NC a nastro di un tempo, azionati da servomotori e viti a ricircolo di sfere, ai sofisticati controlli CNC odierni che prendono file CAD e generano programmi macchina con la semplice pressione di un pulsante. Ma le slitte delle macchine odierne sono ancora, per la maggior parte, azionate da servomotori e viti a ricircolo di sfere.

I motori lineari sono collaudati ed economici, ed è giunto il momento che i sistemi meccanici di queste macchine si adeguino alla tecnologia di controllo. Ad esempio, la sostituzione dei componenti meccanici con motori lineari può comportare un notevole risparmio sui costi, secondo quanto affermato dai dirigenti dell'azienda. I motori forniscono un sistema di azionamento completo, offrendo affidabilità, precisione, elevata stabilità dinamica, bassa manutenzione e maggiore velocità di produzione.

Uno dei vantaggi dei motori lineari è la loro semplicità. Due componenti principali, il primario contenente elettromagneti e il secondario, che può essere dotato di magneti permanenti o privo di magneti, azionano l'elemento mobile. Questo elimina la necessità di servomotori, resolver, tachimetri, giunti, pulegge, cinghie di distribuzione, viti a ricircolo di sfere e dadi, cuscinetti di supporto, sistemi di lubrificazione e sistemi di raffreddamento.

Altri vantaggi includono elevate accelerazioni e decelerazioni, alte velocità su lunghe distanze a velocità costante, posizionamento senza gioco, funzionamento senza contatto e senza usura meccanica, e flessibilità di progettazione, poiché le sezioni primarie possono essere fisse o mobili.

Ciò rende i motori lineari candidati validi per sostituire: • Viti a ricircolo di sfere cave con sistemi di raffreddamento per la stabilizzazione termica. • Trasmissioni a cremagliera con costosi motori ad alta coppia e riduttori. • Trasmissioni a catena che richiedono motori idraulici ad alta coppia e centraline idrauliche.

Una singola guida fissa con motore lineare (con o senza magneti) può supportare diverse sezioni primarie che muovono lo stesso carrello in una configurazione master-slave oppure carrelli separati in modo indipendente a velocità e direzioni diverse. Ciò consente ai progettisti di consolidare gli azionamenti su macchine a più carrelli per ridurre i costi e migliorare la produttività. Ad esempio, un laser, un getto d'acqua o una fresatrice con due teste sul portale azionate da motori lineari possono tagliare simultaneamente due pezzi simmetrici o speculari, risparmiando così una notevole quantità di materia prima.

Quando si movimentano slitte a portale di grandi dimensioni e pesanti, diverse sezioni primarie montate su entrambi i lati del portale forniscono la forza necessaria per accelerare e decelerare la slitta. Inoltre, l'installazione di più binari secondari affiancati può aumentare la capacità di carico.

Nelle guide scorrevoli, dove i cavi lunghi rappresentano un problema, una o più sezioni primarie possono essere fissate a una base fissa e le sezioni secondarie collegate all'elemento mobile. Ciò alleggerisce il carico sulla guida e consente cicli con elevate frequenze di oscillazione che altrimenti sarebbero impossibili con i tradizionali azionamenti meccanici. Permette inoltre l'utilizzo di cavi più corti e meno soggetti a flessioni.

I principali produttori offrono una gamma di motori lineari adatti a un'ampia varietà di applicazioni. I motori a carico di picco presentano elevate velocità di accelerazione/decelerazione e possono essere utilizzati per assi orizzontali o verticali compensati. Le applicazioni tipiche includono macchine utensili con movimenti altamente dinamici, lavorazione laser e attrezzature per la movimentazione dei materiali.