المحرك الخطي هو الحل الرئيسي.

توفر المحركات الخطية تحديدًا دقيقًا للموقع واستجابة ديناميكية عالية للعديد من مهام التحكم في الحركة. بالنسبة لأدوات الآلات، لا يقتصر ذلك على الحركة السريعة فحسب، بل يشمل أيضًا الحركة البطيئة ذات السرعة الثابتة لرؤوس الآلات، ومنزلقات المغزل، وأنظمة إدارة الأدوات، وأجهزة مناولة الأجزاء.

على الرغم من إمكانياتها، لم تلعب المحركات الخطية دورًا بارزًا في تطور تصميم الآلات الحديثة الذي شهد قفزات نوعية في تكنولوجيا التحكم. بل لا تزال الآلات الحديثة، في معظمها، تستخدم تقنيات الدفع الانزلاقي التي يعود تاريخها إلى عقود مضت، وفقًا لمسؤولي شركة سيمنز. فقد تطورت الآلات من أنظمة التحكم العددي (NC) القديمة التي تعمل بالأشرطة، والتي تُشغلها محركات مؤازرة ومسامير كروية، إلى أنظمة التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) المتطورة اليوم، والتي تستقبل ملفات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) وتُنشئ برامج الآلات بضغطة زر. ومع ذلك، لا تزال عمليات الانزلاق في آلات اليوم، في معظمها، تُشغل بواسطة محركات مؤازرة ومسامير كروية.

تُعدّ المحركات الخطية حلولاً فعّالة واقتصادية، وقد حان الوقت لتطوير الأنظمة الميكانيكية في هذه الآلات لتواكب تكنولوجيا التحكم. فعلى سبيل المثال، يُمكن أن يُؤدي استبدال المكونات الميكانيكية بالمحركات الخطية إلى توفير كبير في التكاليف، وفقًا لمسؤولي الشركة. تُوفّر هذه المحركات نظام قيادة متكامل، يتميّز بالموثوقية والدقة والاستقرار الديناميكي العالي، بالإضافة إلى انخفاض تكاليف الصيانة وزيادة سرعة الإنتاج.

من مزايا المحركات الخطية بساطتها. فهي تتكون من عنصرين رئيسيين: العنصر الأساسي الذي يحتوي على مغناطيسات كهربائية، والعنصر الثانوي الذي قد يحتوي على مغناطيسات دائمة أو لا يحتوي على مغناطيسات، واللذان يقومان بتحريك الجزء المتحرك. وهذا يُغني عن استخدام المحركات المؤازرة، والمحولات، ومقاييس سرعة الدوران، والوصلات، والبكرات، وأحزمة التوقيت، والبراغي والصواميل الكروية، ومحامل الدعم، وأنظمة التشحيم، وأنظمة التبريد.

وتشمل المزايا الأخرى التسارع والتباطؤ العاليين، والسرعات العالية على مسافات طويلة بسرعات ثابتة، وتحديد المواقع بدون رد فعل عكسي، والتشغيل بدون تلامس وبدون تآكل ميكانيكي، ومرونة التصميم، حيث يمكن أن تكون الأجزاء الرئيسية ثابتة أو متحركة.

وهذا يجعل المحركات الخطية خيارًا مناسبًا لاستبدال ما يلي: • براغي كروية مجوفة مزودة بأنظمة تبريد لتحقيق الاستقرار الحراري. • محركات التروس المسننة المزودة بمحركات عزم دوران وعلب تروس باهظة الثمن. • محركات السلاسل التي تتطلب محركات هيدروليكية عالية العزم ووحدات طاقة هيدروليكية.

يمكن لمسار ثابت واحد بمحرك خطي (مع أو بدون مغناطيس) أن يدعم عدة أقسام رئيسية تحرك إما نفس الشريحة في تكوين رئيسي-تابع، أو تحرك شرائح منفصلة بشكل مستقل بسرعات واتجاهات مختلفة. يتيح هذا للمصممين دمج المحركات في آلات متعددة الشرائح لخفض التكاليف وتحسين الإنتاجية. على سبيل المثال، يمكن لآلة ليزر أو نفاث مائي أو راوتر برأسين على جسر، تعمل بمحركات خطية، أن تقطع في وقت واحد جزأين متماثلين أو متطابقين تمامًا، مما يوفر كمية كبيرة من المواد الخام.

عند تحريك منزلقات كبيرة وثقيلة من نوع الجسر، توفر أقسام رئيسية متعددة مثبتة على جانبي الجسر القوة اللازمة لتسريع المنزلق وإبطائه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تزيد المسارات الثانوية المتعددة المثبتة جنبًا إلى جنب من قدرة تحمل القوة.

في المنزلقات المتحركة التي تُشكّل فيها الكابلات الطويلة عائقًا، يُمكن تثبيت قسم أو أكثر من الأقسام الرئيسية على قاعدة ثابتة، بينما تُربط الأقسام الثانوية بالجزء المتحرك. يُخفف هذا من الحمل على المنزلق، ويُتيح دورات ذات معدلات تذبذب عالية قد تكون مستحيلة مع المحركات الميكانيكية التقليدية. كما يُتيح استخدام كابلات أقصر ذات مرونة أقل.

تُقدّم الشركات المصنّعة الرائدة مجموعةً واسعةً من المحركات الخطية لتناسب تطبيقاتٍ متنوّعة. تتميّز محركات الحمل الأقصى بمعدلات تسارع/تباطؤ وسرعة عالية، ويمكن استخدامها للمحاور الأفقية أو الرأسية المُعوَّضة. تشمل التطبيقات النموذجية أدوات الآلات ذات الحركات الديناميكية العالية، والتشغيل بالليزر، ومعدات مناولة المواد.