Un portale XYZ di controllo robotico

Le applicazioni delle macchine utensili e la produzione e l'assemblaggio di componenti semiconduttori rappresentano oltre la metà di tutto l'utilizzo dei motori lineari.Questo perché i motori lineari sono precisi (anche se costosi rispetto ad altre opzioni di movimento lineare).Altre applicazioni per questi componenti di movimento relativamente nuovi includono anche quelle che richiedono un posizionamento rapido e preciso o corse lente ed estremamente costanti.

La velocità del motore lineare varia da pochi pollici a migliaia di pollici al secondo.I design possono fornire corse illimitate e (con un encoder) precisione fino a ±1 μm/100 mm.Per questo motivo, numerose applicazioni mediche, di ispezione e di movimentazione dei materiali utilizzano motori lineari per aumentare la produttività.

A differenza dei motori rotativi (che necessitano di dispositivi meccanici rotativi-lineari per ottenere movimenti rettilinei), i motori lineari sono ad azionamento diretto.Pertanto, evitano l'usura graduale dei tradizionali set a pignone e cremagliera.I motori lineari evitano anche gli inconvenienti dei motori rotativi che fanno funzionare cinghie e pulegge... spinta limitata a causa dei limiti di resistenza alla trazione;tempi di assestamento lunghi;tensionamento, gioco e caricamento meccanico della cinghia;e limiti di velocità di 15 piedi/sec circa.Inoltre i motori lineari evitano le inefficienze del cavo e delle viti a ricircolo di sfere (rispettivamente circa il 50 e il 90%) nonché sbattimenti e vibrazioni.Non costringono nemmeno i progettisti a sacrificare la velocità (con toni più alti) per una risoluzione inferiore.

I palcoscenici multiasse che utilizzano motori lineari su ciascun asse sono più compatti rispetto alle configurazioni tradizionali, quindi si adattano a spazi più piccoli.Il minor numero di componenti aumenta anche l'affidabilità.Qui, i motori si collegano ad azionamenti normali e (nel funzionamento servo) un controller di movimento chiude l'anello di posizione.

I motori passo-passo lineari forniscono velocità fino a 70 pollici/sec, adatti per macchine pick-and-place e di ispezione ad azione relativamente rapida.Altre applicazioni includono stazioni di trasferimento parziale.Alcuni produttori vendono stepper lineari gemelli con una forza comune per formare stadi XY.Queste fasi si montano con qualsiasi orientamento e hanno un'elevata rigidità e planarità fino a pochi nanometri ogni cento millimetri per produrre movimenti precisi.

Alcune applicazioni sensibili ai costi traggono vantaggio dai motori lineari ibridi, poiché hanno piastre ferromagnetiche economiche.Proprio come i motori passo-passo lineari, variano la saturazione magnetica dalla piastra per modellare l'opposizione al flusso magnetico.Il feedback e un anello PID con controllo del posizionamento aiutano le prestazioni di livello servo dell'uscita del motore.L'unico problema è che i motori ibridi hanno una potenza limitata e presentano cogging dovuto all'accoppiamento tra forzatrice e piastra.Due soluzioni sono l'offset dei denti di fase e la guida per la saturazione parziale dei denti della piastra e delle sezioni dei denti della forza.Alcuni motori ibridi utilizzano anche il raffreddamento esterno per aumentare la potenza durante il funzionamento continuo.