Solución para plataformas XY y pequeños centros de mecanizado, como impresoras 3D.

Los actuadores lineales se presentan en una amplia gama de tamaños, pero en los últimos años, los fabricantes han hecho hincapié en diseños cada vez más compactos. Sin embargo, por pequeño que sea el actuador, la adición de un motor puede aumentar el tamaño total del sistema hasta hacerlo demasiado grande para aplicaciones con espacio limitado. Algunos fabricantes están solucionando este problema integrando un motor y un husillo (o husillo de bolas) en un solo conjunto, en lo que comúnmente se conoce como actuadores híbridos.

La variante más común del diseño híbrido es un motor paso a paso con husillo integrado, ya que ambos componentes tienen especificaciones similares en cuanto a carga, velocidad y fuerza de empuje. Y es aquí donde la integración ofrece la mayor ventaja, puesto que las cargas y fuerzas requeridas en las aplicaciones con husillo suelen ser menores y se adaptan mejor a un diseño sin guías externas (es decir, sin ejes lineales ni guías que soporten la carga). Sin embargo, se pueden integrar guías en los actuadores híbridos, lo que les confiere mayor versatilidad para su uso en aplicaciones como sistemas de posicionamiento de precisión, donde es necesario soportar una carga durante su movimiento.

Un actuador híbrido se basa en un motor de eje hueco. En lugar del diseño común de motor, que incluye un simple eje de transmisión que atraviesa el centro del rotor, el eje o la tuerca del tornillo se montan dentro del rotor. Cuando el eje del tornillo se monta dentro del rotor, la configuración se denomina a veces conjunto de tornillo accionado, y cuando la tuerca del tornillo se monta dentro del rotor, se denomina comúnmente conjunto de tuerca accionada.

La configuración del tornillo accionado es muy similar a un conjunto de tornillo tradicional en cuanto a la fijación de los extremos, donde un extremo del tornillo está soportado por uno o dos cojinetes axiales y acoplado al motor, mientras que el extremo opuesto está libre (sin soporte) o soportado por uno o dos cojinetes axiales. La diferencia en un actuador híbrido de tornillo accionado radica en que el extremo accionado del tornillo se monta directamente en el rotor del motor y se soporta mediante cojinetes dentro del rotor. No se requieren cojinetes externos ni acoplamiento entre el tornillo y el motor. Al igual que en un conjunto de tornillo tradicional, la tuerca se monta externamente al motor, y la rotación del tornillo mueve la tuerca a lo largo del eje.

En la configuración de tuerca accionada, el movimiento puede producirse de dos maneras: la combinación tuerca/motor puede estar restringida de modo que el eje del tornillo se mueva hacia adelante y hacia atrás mientras el motor hace girar la tuerca; o bien, el eje del tornillo puede estar restringido de modo que el conjunto motor/tuerca se mueva a lo largo del tornillo fijo. Cuando el eje del tornillo está restringido y no se le permite girar, generalmente se pueden alcanzar velocidades más altas, ya que se evita el efecto de oscilación (el efecto de rebote que se produce cuando un tornillo gira muy rápidamente). Normalmente, se monta un cojinete axial en la circunferencia exterior de la tuerca del tornillo (dentro del rotor del motor) para absorber las fuerzas de empuje.

Además de la ventaja de un tamaño compacto, tener menos conexiones mecánicas puede reducir la flexibilidad general del sistema, en comparación con sistemas similares que incorporan un motor acoplado externamente a un husillo. En sistemas sin guías lineales, las principales áreas de aplicación de los actuadores híbridos incluyen el empuje o la tracción de cargas relativamente ligeras, o el posicionamiento preciso, como en aplicaciones de enfoque y escaneo.