Il movimento lineare è un'area del controllo del movimento che comprende diverse tecnologie, tra cui motori lineari, attuatori lineari, guide lineari e cuscinetti, tra gli altri.

Motori lineari: un'opzione precisa

I motori lineari tradizionali sono fondamentalmente motori rotativi a magneti permanenti srotolati e distesi. È come se statore e rotore fossero tagliati lungo un piano radiale e poi srotolati in modo da poter fornire una spinta lineare. Quando la parte fissa del motore viene alimentata, si genera il movimento nella parte mobile, che contiene un materiale conduttivo.

I vantaggi dei motori lineari includono velocità elevate e tempi di risposta rapidi, elevata precisione e rigidità e, poiché non sono presenti componenti di trasmissione meccanica, l'eliminazione del gioco.

D'altro canto, i motori lineari possono essere più costosi di altre soluzioni tradizionali. Richiedono inoltre una migliore risposta dai controller, come una maggiore larghezza di banda e frequenze di aggiornamento più elevate. Inoltre, i motori lineari in genere non riescono a produrre la stessa forza di altre soluzioni, come le viti a ricircolo di sfere. Un altro problema potrebbe essere il riscaldamento dovuto alle perdite I²R, che potrebbe richiedere particolari accorgimenti in termini di raffreddamento.

La scelta del motore lineare più adatto a un'applicazione implica una serie di fattori, tra cui considerazioni di forza e termiche, carichi sui cuscinetti e considerazioni di spazio e gioco.

I primi motori lineari erano cilindrici. In questi motori, il forcer ha una struttura cilindrica e si muove su e giù lungo una barra cilindrica che ospita i magneti. I motori lineari a canale a U presentano due piste magnetiche parallele, una rivolta verso l'altra, con il forcer tra le piastre. Il forcer è supportato nella pista magnetica da un sistema di cuscinetti. Infine, ci sono i motori lineari di tipo piatto, che possono essere di tre tipi diversi: senza fessura, senza forcella e con forcella.

Attuatori lineari: configurazioni integrate con componenti di movimento tradizionali

Gli attuatori lineari producono essenzialmente un movimento lineare. Talvolta la fonte primaria del movimento è non lineare o rotativa, come un motore. In questo caso, altri mezzi meccanici come cinghie, pulegge, catene o altri componenti meccanici convertono il movimento rotatorio in movimento lineare. Altri tipi di attuatori lineari producono un movimento lineare autonomamente, ad esempio tramite la pressione di un fluido (idraulico o pneumatico). Gli attuatori lineari più comuni includono attuatori meccanici, elettromeccanici, idraulici, pneumatici e piezoelettrici.

Un attuatore lineare a sorgente rotante utilizza in genere un motore elettrico per fornire l'energia in ingresso. Questo attuatore può utilizzare una vite senza fine per trasformare il moto rotatorio del motore in un moto rettilineo.

La soluzione migliore per l'applicazione dipende da fattori quali la potenza richiesta, le dimensioni e i requisiti di potenza. Ci sono diversi fattori importanti da considerare nella scelta di un attuatore lineare. Innanzitutto, bisogna determinare la corsa o la lunghezza del movimento richiesta. Poi, quanta forza è richiesta all'attuatore? In altre parole, qual è il peso dell'oggetto che l'attuatore dovrà muovere? Come verrà montato l'attuatore: orizzontalmente o verticalmente?

Gli attuatori lineari vengono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni industriali, come attrezzature per la movimentazione dei materiali e robotica, nonché in applicazioni di consumo quotidiane, come elettrodomestici e apparecchiature informatiche, come testine di stampa e scanner.

Guide lineari a rulli: per la flessibilità di progettazione OEM

Le guide lineari a rulli non sono attuatori veri e propri, ma componenti meccanici che guidano un movimento lineare, come una rotaia o un albero collegato a un dispositivo di azionamento. Le guide lineari a rulli per applicazioni di movimento lineare possono contribuire a ridurre l'attrito nelle macchine. Sono utilizzate in vari settori, dai dispositivi avanzati per la produzione di semiconduttori alle grandi macchine utensili o alle attrezzature per l'edilizia.

Le guide lineari a rulli sono disponibili in diverse forme, tra cui guide lineari e guide lineari a rulli, sistemi di guida su rotaia e sistemi di guida per alberi con scanalature a sfere.

Tra i fattori importanti da considerare nella scelta di una guida lineare a rulli rientrano il carico, il carico statico, la corsa e la velocità, nonché la precisione e l'accuratezza desiderate. A seconda dei requisiti dell'applicazione, potrebbe essere necessario anche il precarico. La lubrificazione è un altro fattore importante da considerare, così come qualsiasi metodo per ridurre al minimo la contaminazione del sistema di guida lineare da fattori ambientali come polvere e altri contaminanti, utilizzando soffietti o guarnizioni speciali.