U-muotoiset lineaaritoimilaitteet on valmistettu puristetusta teräksestä valmistetusta jalustasta.

Vaikka lineaaritoimilaitteita ja lineaarivaiheita määritteleviä teollisuusstandardeja ei olekaan, yleisesti hyväksytty terminologia osoittaa, että lineaaritoimilaite on tyypillisesti valmistettu alumiiniprofiilista tai -jalustasta, kun taas lineaarivaihelaite rakennetaan tyypillisesti tasaiselle, koneistetulle teräs- tai graniittijalustalle. Tämä ero tarkoittaa, että lineaaritoimilaitteet voivat tarjota pidempiä iskuja ja käyttää erilaisia ​​käyttömekanismeja (hihna, ruuvi, hammastanko ja hammaspyörä), kun taas vaiheilla on yleensä suurempi jäykkyys ja ne käyttävät erittäin tarkkoja lineaariohjaimia ja käyttömekanismeja (tyypillisesti kuularuuvi tai lineaarimoottori) erinomaisen liike- ja paikannustarkkuuden saavuttamiseksi.

Mutta yksi toimilaitteen rakenne – U-muotoinen lineaaritoimilaite – uhmaa näitä vaatimuksia. Siinä käytetään puristettua teräspohjaa, joka tarjoaa jäykkyyden ja liiketarkkuuden, jotka kilpailevat joidenkin lineaarivaiheiden kanssa.

Teräsprofiilin (alumiinin sijaan) käyttö tekee U-muotoisesta rakenteesta erittäin jäykän ja antaa valmistajille mahdollisuuden tarjota lineaaritoimilaitteita, joilla on korkea liike- ja paikannustarkkuus, jota tyypillisesti löytyy tarkemmista – ja kalliimmista – lineaarivaiheista. Teräsjalustaa voidaan myös koneistaa referenssireunan aikaansaamiseksi tarkkaa kohdistusta varten muiden koneen osien tai muiden toimilaitteiden kanssa moniakselisessa järjestelmässä. Ja erittäin suuren jäykkyyden ansiosta U-muotoinen lineaaritoimilaite sopii paljon paremmin kuin muut mallit sovelluksiin, joissa toimilaite on tuettu vain toisesta päästä, kuten 2- ja 3-akselisissa karteesisissa järjestelmissä.

U-muotoisessa toimilaitteessa lineaariohjausjärjestelmä on integroitu – ohjauskiskoa ei ole. Sen sijaan normaalisti ohjauskiskossa olevat kiskot on hiottu alustan sisäpuolelle. Vaunu eli pöytä on verrattavissa nurinpäin käännettyyn lineaarilaakeripukkiin, jossa kuulat ovat ulkopuolella. Tämä jättää vaunun keskiosan vapaaksi kuularuuvimutterin sijoittamista varten. Tämä rakenneperiaate tekee koko toimilaitteesta erittäin kompaktin, ja sen leveys-korkeussuhde on noin 2:1. Esimerkiksi 60 mm leveä U-muotoinen toimilaite on vain 33 mm korkea. Yleisimmät poikkileikkaukset (leveys x korkeus) ovat 40 x 20 mm, 50 x 26 mm, 60 x 33 mm ja 86 x 46 mm, vaikka myös muita kokoja on saatavilla.

Kompakteista mitoistaan ​​huolimatta U-muotoisilla lineaarikarmoottoreilla on erittäin hyvät kuormitus- ja momenttikapasiteetit. Tämä johtuu siitä, että vierintäradat ovat suhteellisen kaukana toisistaan, joten vaunun geometria on samanlainen kuin laakeripukin, joka on paljon suurempi kuin mitä toimilaite standardimuodossaan pystyisi tarjoamaan.

Alun perin U-muotoiset lineaaritoimilaitteet kehitettiin erittäin tarkkoihin sovelluksiin, kuten puolijohdekiekkojen käsittelyyn ja lääketieteellisen diagnostiikan annosteluun – joissa tilarajoitteet eivät salli tyypillistä lineaaripöytää – mutta nykyään niitä käytetään monilla eri teollisuudenaloilla ja sovelluksissa. Näitä ovat esimerkiksi plasmahitsaus, automaattinen kokoonpano ja optinen tarkastus.

Yksi U-muotoisten toimilaitteiden laajalle levinneen käyttöönoton taustalla olevista tekijöistä on se, että ne ovat ainoa lineaarinen toimilaitemalli, jonka mittasuhteet ovat vaihdettavissa valmistajien välillä. On kuitenkin tärkeää huomata, että erilaisten johde- ja kuularuuvirakenteiden vuoksi tekniset tiedot (kuten kuormituskapasiteetti, nopeus tai jäykkyys) voivat vaihdella valmistajien ja tuotelinjojen välillä, jopa tuotteilla, joilla on sama poikkileikkauskoko ja asennusmitat.