リニアモーターが鍵となる答えです。

リニアモーターは、多くのモーションコントロール用途において、高精度な位置決めと非常にダイナミックな応答性を提供します。工作機械においては、高速移動だけでなく、機械ヘッド、スピンドルスライド、工具管理システム、部品搬送装置などの低速定速移動にも活用されています。

しかし、リニアモーターはその優れた性能にもかかわらず、制御技術が飛躍的に進歩した現代の機械設計の発展において、重要な役割を果たしてはいません。シーメンス関係者によると、現代の機械は依然として、大部分が数十年前のスライド駆動方式を採用しているとのことです。機械は、サーボモーターとボールねじで駆動されるテープ駆動のNCから、CADファイルを受け取り、ボタン一つで機械プログラムを生成する今日の高度なCNC制御へと進化しました。しかし、今日の機械のスライドは、依然として大部分がサーボモーターとボールねじで駆動されています。

リニアモーターは実績があり経済的であるため、これらの機械の機械システムが制御技術に追いつくべき時が来ています。例えば、機械部品をリニアモーターに置き換えることで、大幅なコスト削減が可能になると、同社関係者は述べています。リニアモーターは、信頼性、精度、高い動的安定性、低メンテナンス、そして高速な生産性を実現する総合的な駆動システムを提供します。

リニアモーターの利点の1つは、構造がシンプルであることです。主要な構成要素は2つで、電磁石を含む一次側と、永久磁石または磁石を含まない二次側があり、これらが可動部を駆動します。これにより、サーボモーター、レゾルバ、タコメーター、カップリング、プーリー、タイミングベルト、ボールねじとナット、支持ベアリング、潤滑システム、冷却システムなどが不要になります。

その他の利点としては、高い加速・減速性能、一定速度での長距離高速移動、バックラッシュのない位置決め、機械的摩耗のない非接触動作、そして主要部を固定または移動できる設計の柔軟性などが挙げられる。

これにより、リニアモーターは以下の代替品として有力な候補となります。・熱安定化のための冷却システムを備えた中空ボールねじ。・高価なトルクモーターとギアボックスを備えたラックアンドピニオン駆動装置。・高トルク油圧モーターと油圧パワーユニットを必要とするチェーン駆動装置。

1つのリニアモーター式固定トラック（磁石の有無を問わず）は、マスタースレーブ構成で同じスライドを移動させる、または異なる速度と方向で別々のスライドを独立して移動させる複数の主要セクションをサポートできます。これにより、設計者はマルチスライドマシンの駆動装置を統合してコストを削減し、生産性を向上させることができます。例えば、リニアモーターで駆動されるガントリーに2つのヘッドを備えたレーザー、ウォータージェット、またはルーターを使用すれば、2つの対称または鏡像の部品を同時に切断できるため、原材料を大幅に節約できます。

大型で重量のあるガントリー式スライドを移動させる場合、ガントリーの両側に設置された複数の主セクションが、スライドの加速と減速に必要な力を供給します。さらに、複数の補助トラックを並べて設置することで、伝達能力を向上させることができます。

長いケーブルが問題となる可動スライドでは、1つまたは複数の主要セクションを固定ベースに固定し、二次セクションを可動部材に取り付けることができます。これにより、スライドにかかる負荷が軽減され、従来の機械式駆動装置では不可能な高振動速度でのサイクルが可能になります。また、ケーブルを短くすることができ、たわみも少なくなります。

主要メーカーは、幅広い用途に対応する様々なリニアモーターを提供しています。ピーク負荷モーターは、高い加減速性能と速度特性を備え、水平軸または補正付き垂直軸に使用できます。代表的な用途としては、高ダイナミックな動作を伴う工作機械、レーザー加工、マテリアルハンドリング機器などが挙げられます。