Линейный двигатель — ключевой ответ.

Линейные двигатели обеспечивают точное позиционирование и высокодинамичный отклик для многих задач управления движением. Для станков это включает не только быстрый ход, но и медленное, постоянное движение головок станка, шпиндельных суппортов, систем управления инструментами и устройств обработки деталей.

Однако, несмотря на свои возможности, линейные двигатели не сыграли значительной роли в развитии современных конструкций машин, которые увидели квантовые скачки в технологии управления. Напротив, современные машины по-прежнему, по большей части, используют методы скольжения, которым уже несколько десятилетий, по словам официальных лиц Siemens. Машины прошли путь от ленточного ЧПУ много лет назад, приводимого в движение серводвигателями и шариковыми винтами, до сложных систем ЧПУ сегодняшнего дня, которые берут файлы CAD и генерируют программы для машины одним нажатием кнопки. Но направляющие на современных машинах по-прежнему, по большей части, приводятся в действие серводвигателями и шариковыми винтами.

Линейные двигатели проверены и экономичны, и пришло время механическим системам на этих машинах догнать технологию управления. Например, замена механических компонентов линейными двигателями может привести к значительной экономии средств, по словам представителей компании. Двигатели обеспечивают полную приводную систему, предлагающую надежность, точность, высокую динамическую устойчивость, низкие эксплуатационные расходы и более быстрое производство.

Одним из преимуществ является простота линейных двигателей. Два основных компонента, первичный, содержащий электромагниты, и вторичный, либо с постоянными магнитами, либо без магнитов, приводят в движение подвижный элемент. Это исключает серводвигатели, резольверы, тахометры, муфты, шкивы, зубчатые ремни, шариковые винты и гайки, опорные подшипники, системы смазки и системы охлаждения.

К другим преимуществам относятся высокие ускорения и замедления, высокие скорости на больших расстояниях с постоянной скоростью, позиционирование без люфта, бесконтактная работа без механического износа и гибкость конструкции, поскольку первичные секции могут быть как стационарными, так и подвижными.

Это делает линейные двигатели жизнеспособными кандидатами на замену: • Полых шарико-винтовых пар с системами охлаждения для термостабилизации. • Реечных приводов с дорогими моментными двигателями и редукторами. • Цепных приводов, требующих высокомоментных гидравлических двигателей и гидравлических силовых агрегатов.

Одна стационарная дорожка линейного двигателя (с магнитами или без них) может поддерживать несколько основных секций, перемещая либо один и тот же слайд в конфигурации ведущий-ведомый, либо перемещая отдельные слайды независимо с разной скоростью и в разных направлениях. Это позволяет проектировщикам объединять приводы на многослайдовых машинах для снижения затрат и повышения производительности. Например, лазер, водоструйный станок или фрезер с двумя головками на портале, управляемыми линейными двигателями, могут одновременно резать две симметричные или зеркально отраженные детали, тем самым экономя значительную часть сырья.

При перемещении больших и тяжелых направляющих типа козлового типа несколько основных секций, установленных по обе стороны козлового типа, обеспечивают силу, необходимую для ускорения и замедления направляющей. Кроме того, несколько вторичных дорожек, установленных рядом, могут увеличить мощность усилия.

На подвижных направляющих, где длинные кабели создают проблемы, одну или несколько первичных секций можно закрепить на неподвижном основании, а вторичные секции прикрепить к подвижному элементу. Это снижает нагрузку на направляющую и позволяет выполнять циклы с высокой частотой колебаний, что в противном случае было бы невозможно при использовании обычных механических приводов. Это также позволяет использовать более короткие кабели с меньшим изгибом.

Ведущие производители предлагают ряд линейных двигателей для широкого спектра применений. Двигатели с пиковой нагрузкой имеют высокие показатели ускорения/замедления и скорости и могут использоваться для горизонтальных или компенсированных вертикальных осей. Типичные области применения включают станки с высокодинамичными движениями, лазерную обработку и оборудование для обработки материалов.