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, questi includono non solo il rapido spostamento, ma anche il movimento lento e a velocità costante di teste macchina, slitte portamandrino, sistemi di gestione utensili e dispositivi di movimentazione pezzi.

Nonostante le loro capacità, tuttavia, i motori lineari non hanno svolto un ruolo significativo nel progresso della progettazione di macchine moderne, che ha visto balzi da gigante nella tecnologia di controllo. Piuttosto, le macchine moderne utilizzano ancora, per la maggior parte, tecniche di propulsione a slitta vecchie di decenni, secondo i dirigenti Siemens. Le macchine sono passate dai controlli numerici a nastro di anni fa, azionati da servomotori e viti a sfere, ai sofisticati controlli CNC di oggi che accettano file CAD e generano programmi macchina con il semplice tocco di un pulsante. Ma le slitte delle macchine odierne sono ancora, per la maggior parte, azionate da servomotori e viti a 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 di componenti meccanici con motori lineari può comportare notevoli risparmi sui costi, secondo i dirigenti dell'azienda. I motori forniscono un sistema di azionamento completo, che offre affidabilità, precisione, elevata stabilità dinamica, ridotta manutenzione e una produzione più rapida.

Un vantaggio è la semplicità dei motori lineari. Due componenti principali, il primario contenente elettromagneti e il secondario con magneti permanenti o senza magneti, azionano l'elemento mobile. Questo elimina la necessità di servomotori, resolver, tachimetri, giunti, pulegge, cinghie dentate, viti e chiocciole a sfere, cuscinetti di supporto, sistemi di lubrificazione e sistemi di raffreddamento.

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

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

Una pista fissa con motore lineare (con o senza magneti) può supportare diverse sezioni primarie che muovono la stessa slitta in una configurazione master-slave o che muovono slitte separate in modo indipendente a velocità e direzioni diverse. Ciò consente ai progettisti di consolidare gli azionamenti su macchine multislitta 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 parti simmetriche o speculari, con un conseguente risparmio di materia prima.

Quando si movimentano slitte a portale grandi e pesanti, più sezioni primarie montate su entrambi i lati del portale forniscono la forza necessaria per accelerare e decelerare la slitta. Inoltre, più binari secondari installati uno accanto all'altro possono aumentare la capacità di carico.

Su slitte mobili dove i cavi lunghi rappresentano un problema, una o più sezioni primarie possono essere fissate a una base fissa e le sezioni secondarie all'elemento mobile. Questo alleggerisce il carico sulla slitta e consente cicli con elevate velocità di oscillazione, altrimenti impossibili da realizzare con gli azionamenti meccanici convenzionali. Permette inoltre di utilizzare cavi più corti e meno flessibili.

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