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

Los actuadores lineales vienen en una amplia gama de tamaños, pero en los últimos años, los fabricantes han estado enfatizando espacios cada vez más compactos. Pero no importa cuán pequeño sea el actuador, la adición de un motor puede hacer que el tamaño total del sistema completo sea demasiado grande para aplicaciones con espacio limitado. Algunos fabricantes están abordando este problema integrando un motor y un husillo de avance (o husillo de bolas) en un conjunto, en lo que comúnmente se conoce como actuadores híbridos.

La variación más común del diseño híbrido es un motor paso a paso con un tornillo de avance integrado, ya que los dos componentes tienen especificaciones similares de carga, velocidad y fuerza de empuje. Y aquí es donde el diseño integrado proporciona el mayor beneficio, ya que las cargas y fuerzas requeridas en las aplicaciones de husillo son típicamente más pequeñas y más adecuadas para un diseño sin guía externa (es decir, sin ejes lineales o rieles para soportar la carga). Sin embargo, las guías se pueden integrar en actuadores híbridos, dándoles una mayor versatilidad para su uso en aplicaciones como sistemas de posicionamiento de precisión, donde es necesario soportar una carga mientras se mueve.

La base de un actuador híbrido es un motor de eje hueco. En lugar del diseño de motor común, que incluye un simple eje de transmisión que pasa por el centro del rotor, el eje de tornillo o la tuerca de tornillo se montan dentro del rotor. Cuando el eje del tornillo está montado dentro del rotor, la configuración a veces se denomina conjunto de tornillo accionado, y cuando la tuerca del tornillo está montada dentro del rotor, la configuración se denomina comúnmente conjunto de tuerca accionada.

La configuración del tornillo accionado es más similar a un conjunto de tornillo tradicional en términos de 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" (no soportado). ) o soportados por uno o dos cojinetes axiales. La diferencia en un actuador híbrido de tornillo impulsado es que el extremo impulsado del tornillo está montado directamente en el rotor del motor y está sostenido por cojinetes dentro del rotor. No se necesitan cojinetes externos ni acoplamiento de tornillo a motor. Al igual que 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 del tornillo.

En la configuración de tuerca accionada, el movimiento puede ocurrir de dos maneras: la combinación de tuerca/motor puede restringirse de modo que el eje del tornillo se desplace hacia adelante y hacia atrás a medida que el motor hace girar la tuerca; o el eje del tornillo puede limitarse de modo que el conjunto de motor/tuerca se mueva a lo largo del tornillo estacionario. Cuando el eje del tornillo está restringido y no se le permite girar, generalmente se pueden lograr velocidades más altas, ya que se evita el "latigazo" (el efecto tipo cuerda para saltar que ocurre cuando un tornillo se 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 del beneficio del tamaño compacto, tener menos conexiones mecánicas puede reducir el cumplimiento general del sistema, en comparación con sistemas similares que incorporan un motor acoplado externamente a un tornillo. En sistemas sin guías lineales, las principales áreas de aplicación de los actuadores híbridos implican empujar o tirar de cargas relativamente ligeras o un posicionamiento preciso, como en aplicaciones de enfoque y escaneo.