ベースプレート、線形モーター、線形ガイド、エンコーダー、コントロールを含む完全な線形モーターステージ。

ダイレクトドライブリニアサーボモーターは、過去数年にわたって採用が測定可能な増加を見てきました。これは、エンドユーザーのスループットの向上とより良い精度に対する要求のおかげです。また、線形モーターは、他のドライブメカニズムでは不可能な高速、長いストローク、および優れたポジショニング精度を組み合わせて提供する能力について最もよく認識されますが、非常に遅く、滑らかで、正確な動きを達成することもできます。実際、線形モーターテクノロジーは、ラストモーターが適切なソリューションではないアプリケーションがほとんどないという、推力力、速度、加速、位置決めの精度、再現性など、幅広い機能を提供します。

線形モーターのバリエーションには、線形サーボモーター、線形ステッパーモーター、線形誘導モーター、スラストチューブ線形モーターが含まれます。線形サーボモーターがアプリケーションに最適なオプションである場合、最初のモーター選択中に考慮すべき3つのことを次に示します。

「主要な」考慮事項：鉄のコアまたはアイアンレス？
線形ダイレクトドライブサーボモーターには、鉄のコアまたはアイアンレスの2つの主要なタイプがあり、主要な部分の巻線（回転モーターのステーターに類似）が鉄積層スタックに取り付けられているか、エポキシに取り付けられているかどうかを指します。アプリケーションに鉄のコアが必要かどうかを決定するのか、それとも鉄のない線形モーターが必要かは、通常、設計と選択の最初のステップです。

Iron Core Linear Motorsは、非常に高い推力力を必要とするアプリケーションに最適です。これは、一次部品の積層には、電磁フラックスを二次部分の磁石に向けて焦点を合わせた歯（突起）が含まれているためです（回転モーターのローターに類似）。一次部分の鉄と二次部分の永久磁石との間のこの磁気引力により、モーターは高い力を供給できます。

Ironless Linear Motorsは一般にスラスト力の能力が低いため、プレス、機械加工、成形などのアプリケーションで見られる非常に高い推力要件には適していません。しかし、彼らは高速アセンブリと輸送で優れています。

Iron Core Designの欠点は、動きの滑らかさを低下させるコギングです。コギングは、一次部分のスロット付き設計により、二次部品の磁石に沿って移動するときに「好ましい」位置を持つようになるために発生します。二次の磁石と整列するプライマリの傾向を克服するために、モーターはより多くの力を生成する必要があり、それが速度の波紋を引き起こします - コグと呼ばれます。この力と速度のリップルの変動は、動きの滑らかさを分解します。これは、旅行中の動きの質（最終的な位置決めの精度だけでなく）が重要であるアプリケーションで重要な問題になる可能性があります。

製造業者がコギングを減らすために使用する多くの方法があります。一般的なアプローチの1つは、磁石（または歯）の位置を歪め、一次歯が二次磁石を横切って移動するときにより滑らかな遷移を作成することです。磁石の形状を細長い八角形に変更することで、同様の効果を実現できます。

コギングを減らす別の方法は、分数巻線と呼ばれます。この設計では、プライマリには二次に磁石があるよりも多くの積層歯が含まれており、ラミネーションスタックには特別な形状があります。一緒に、これらの2つの変更は、コギング力をキャンセルするために機能します。そしてもちろん、ソフトウェアは常にソリューションを提供します。アンチノーギングアルゴリズムにより、サーボドライブとコントローラーがプライマリに供給された電流を調整して、力と速度の変動を最小限に抑えることができます。

鉄のない線形モーターは、鉄骨積層の周りに巻かれるのではなく、エポキシでカプセル化されているため、コギングは発生しません。また、鉄のない線形サーボモーターは質量が低くなります（エポキシは鋼よりも硬くはありませんが、より軽くなります）。通常、鉄のコアバージョンよりも鉄のないモーターの方が沈降時間が優れています（低い）。プライマリの鋼の不足、および関連するコギングまたは速度リップルの欠如は、鉄のない線形モーターが非常に遅い安定した動きを提供することを意味し、通常は0.01％未満の速度変動を伴います。

統合のレベルは？
ロータリーモーターと同様に、線形サーボモーターはモーションシステムの1つのコンポーネントにすぎません。完全な線形モーターシステムでは、負荷、ケーブル管理、フィードバック（通常は線形エンコーダー）、およびサーボドライブとコントローラーをサポートおよびガイドするためのベアリングも必要です。経験豊富なOEMとマシンビルダー、または非常にユニークな設計またはパフォーマンス要件を持っている人は、さまざまなメーカーの社内機能と既製のコンポーネントを備えた完全なシステムを構築できます。

線形モーターシステムの設計は、ベルト、ラック、ピニオン、またはネジに基づいたシステムの設計よりも間違いなく簡単です。コンポーネントが少なく、労働集約的なアセンブリステップが少なくなります（ボールスクリューのサポートやベルトの張力の調整はありません）。線形モーターは非接触であるため、設計者は潤滑、調整、またはドライブユニットのその他のメンテナンスのための規定を作成することを心配する必要はありません。しかし、ターンキーソリューションを探しているOEMやマシンビルダーには、完全な線形モーター駆動型アクチュエーター、高精度段階、さらにはデカルトおよびガントリーシステムさえも無数のオプションがあります。

環境は線形モーターに適していますか？
線形モーターは、多くの場合、クリーンルームや真空環境などの困難な環境で好ましいソリューションです。これは、可動部品が少なく、アプリケーションの粒子生成、アウトガス、および温度要件を満たすために、ほぼすべてのタイプの線形ガイドまたはケーブル管理と組み合わせることができるためです。また、極端な場合には、二次（マグネットトラック）を可動部品として使用でき、主要な部分（ケーブルやケーブル管理を含む巻線）が静止したままです。

しかし、環境が金属チップ、金属ダスト、または金属粒子で構成されている場合、線形サーボモーターは最良の選択肢ではないかもしれません。これは、設計が本質的に開いており、マグネットトラックが汚染にさらされるため、鉄のコアリニアモーターに特に当てはまります。鉄のない線形モーターの半閉鎖設計はより良い保護を提供しますが、二次部品のスロットが汚染源に直接さらされないように注意する必要があります。鉄のコアと鉄のない線形モーターの両方を囲むための設計オプションがありますが、これらは熱を放散するモーターの能力を低下させ、ある問題を別の問題と交換する可能性があります。