Лінійний двигун – ключова відповідь.

Лінійні двигуни забезпечують точне позиціонування та високу динаміку відгуку для багатьох завдань керування рухом. Для верстатів це включає не лише швидкий переміщення, але й повільний рух з постійною швидкістю головок верстатів, санчат шпинделя, систем керування інструментами та пристроїв для обробки деталей.

Однак, попри свої можливості, лінійні двигуни не відіграли значної ролі в розвитку сучасного машинобудування, яке стало свідком квантових стрибків у технології керування. Натомість, за словами представників Siemens, сучасні машини здебільшого використовують старовинні методи руху ковзних механізмів. Верстати пройшли шлях від стрічкових ЧПУ багаторічної давності, що приводилися в рух серводвигунами та кульковими гвинтами, до складних ЧПУ сьогодні, які приймають файли CAD та генерують машинні програми одним натисканням кнопки. Але ковзани на сучасних машинах здебільшого приводяться в рух серводвигунами та кульковими гвинтами.

Лінійні двигуни перевірені та економічні, і настав час, щоб механічні системи цих машин наздогнали технології керування. Наприклад, заміна механічних компонентів лінійними двигунами може призвести до значної економії коштів, за словами представників компанії. Двигуни забезпечують повну систему приводу, забезпечуючи надійність, точність, високу динамічну стабільність, низькі витрати на обслуговування та швидше виробництво.

Одна з переваг полягає в тому, що лінійні двигуни є простими. Рухомий елемент приводять у рух два основні компоненти: первинний, що містить електромагніти, та вторинний з постійними магнітами або без магнітів. Це виключає необхідність використання серводвигунів, резольверів, тахометрів, муфт, шківів, зубчастих ременів, кулькових гвинтів та гайок, опорних підшипників, систем змащення та охолодження.

Інші переваги включають високі прискорення та уповільнення, високі швидкості на великих відстанях з постійними швидкостями, позиціонування без люфту, безконтактну роботу без механічного зносу та гнучкість конструкції, оскільки первинні секції можуть бути нерухомими або рухомими.

Це робить лінійні двигуни життєздатними кандидатами на заміну: • Порожнистих кулькових гвинтів із системами охолодження для термічної стабілізації. • Рейкових приводів з дорогими моментними двигунами та редукторами. • Ланцюгових приводів, що потребують висококрутних гідравлічних двигунів та гідравлічних силових агрегатів.

Одна стаціонарна доріжка з лінійним двигуном (з магнітами або без них) може підтримувати кілька первинних секцій, що переміщують або один і той самий супорт у конфігурації "головний-підлеглий", або окремі супорти незалежно з різною швидкістю та в різних напрямках. Це дозволяє конструкторам об'єднувати приводи на багатосупортних верстатах для зниження витрат та підвищення продуктивності. Наприклад, лазерний, водоструминний або фрезерний верстат з двома головками на порталі, що приводяться в рух лінійними двигунами, може одночасно вирізати дві симетричні або дзеркально відображені деталі, таким чином заощаджуючи значну частину сировини.

Під час переміщення великих і важких гідравлічних рейок портального типу, кілька первинних секцій, встановлених з обох боків ґранті, забезпечують необхідну силу для прискорення та уповільнення гідравлічних рейок. Крім того, кілька вторинних напрямних, встановлених поруч, можуть збільшити вантажопідйомність.

На рухомих санчатах, де довгі троси створюють проблеми, одну або кілька первинних секцій можна закріпити на стаціонарній основі, а вторинні секції прикріпити до рухомого елемента. Це полегшує навантаження на санчату та дозволяє виконувати цикли з високою частотою коливань, які інакше були б неможливі за допомогою звичайних механічних приводів. Це також дозволяє використовувати коротші троси з меншим згинанням.

Провідні виробники пропонують асортимент лінійних двигунів для широкого спектру застосувань. Пікові двигуни мають високі показники прискорення/уповільнення та швидкості, і їх можна використовувати для горизонтальних або компенсованих вертикальних осей. Типові застосування включають верстати з високодинамічними рухами, лазерну обробку та обладнання для обробки матеріалів.