リニアモーターこそ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タスクにおいて、高精度な位置決めと高度な動的応答性を実現します。工作機械においては、早送りだけでなく、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かつ一定速度での移動もこれに含まれます。

しかし、その優れた性能にもかかわらず、リニアモーターは制御技術の飛躍的な進歩を遂げた現代の機械設計において、大きな役割を果たしてきませんでした。シーメンスの関係者によると、現代の機械は大部分が依然として数十年前のスライド駆動技術を使用しているとのことです。機械は、数年前のサーボモーターとボールねじで駆動するテープ駆動のNCから、CADファイルを読み込んで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、経済性も高いため、これらの機械の機械システムも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見込めると、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、メンテナンスの容易さ、そして生産速度の向上を実現するトータルな駆動システムを提供します。

リニアモーターの利点の一つは、そのシンプルさです。電磁石を内蔵する一次側と、永久磁石を内蔵するか磁石を内蔵しない二次側の2つの主要部品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、冷却システムが不要になります。

その他の利点としては、高い加速と減速、一定速度での長距離にわたる高速、バックラッシュのない位置決め、機械摩耗のない非接触操作、主要セクションを固定または移動できるため設計が柔軟であることなどが挙げられます。

これにより、リニアモーターは次のようなものの代替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。• 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。

1つのリニアモーター固定トラック（磁石の有無にかかわらず）は、複数の主要セクションをサポートできます。マスタースレーブ構成で同一のスライドを動かすことも、別々のスライドを異なる速度と方向で独立して動かすことも可能です。これにより、設計者はマルチスライドマシンの駆動部を統合し、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、ガントリー上に2つのヘッドを備えたレーザー加工機、ウォータージェット加工機、またはルーター加工機をリニアモーターで駆動することで、対称または鏡像関係にある2つの部品を同時に切削することができ、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型スライドを動かす場合、ガントリーの両側に設置された複数のプライマリセクションが、スライドの加減速に必要な力を提供します。さらに、複数のセカンダリトラックを並列に設置することで、力の容量を増やすことができます。

長いケーブルが問題となる可動スライドでは、1つまたは複数の一次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、スライドへの負荷が軽減され、従来の機械式駆動装置では不可能だった高振動速度でのサイクルが可能になります。また、ケーブルを短くして屈曲を抑えることも可能になります。

大手メーカーは、幅広い用途に対応する幅広いリニアモーターを提供しています。ピークロードモーターは、高い加減速率と速度特性を備え、水平軸または補正された垂直軸に使用できます。代表的な用途としては、非常に動的な動きをする工作機械、レーザー加工機、材料搬送装置などが挙げられます。