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 enfatizado más y más huellas compactos. Pero no importa cuán pequeño sea el actuador, la adición de un motor puede hacer que el tamaño general del sistema completo sea demasiado grande para aplicaciones con restricciones espaciales. Algunos fabricantes están abordando este problema integrando un motor y un tornillo de plomo (o tornillo de bola) en un solo 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 plomo integrado, ya que los dos componentes tienen especificaciones similares para la carga, la velocidad y la fuerza de empuje. Y esto es posiblemente donde el diseño integrado proporciona el mayor beneficio, ya que las cargas y las fuerzas requeridas en las aplicaciones de tornillo de plomo son generalmente más pequeñas y más adecuadas para un diseño sin orientación externa (es decir, no hay pozos lineales o rieles para soportar la carga). Sin embargo, las guías pueden integrarse en actuadores híbridos, dándoles una mayor versatilidad para su uso en aplicaciones como sistemas de posicionamiento de precisión, donde una carga debe ser compatible a medida que se mueve.

La base de un actuador híbrido es un motor de eje hueco. En lugar del diseño común del motor, que incluye un eje de transmisión simple que se extiende a través del centro del rotor, el eje del tornillo o la tuerca del tornillo están montados 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 conoce comúnmente como un conjunto de tuerca accionada.

La configuración del tornillo conducido es más similar a un conjunto de tornillo tradicional en términos de fijación final, donde un extremo del tornillo está soportado por uno o dos rodamientos axiales y acoplado al motor, mientras que el extremo opuesto es "libre" (no soportado) o soportado por uno o dos cojinetes axiales. La diferencia en un actuador híbrido de tornillo accionado es que el extremo accionado del tornillo está montado directamente en el rotor del motor y está soportado por rodamientos dentro del rotor. No se necesitan rodamientos externos ni acoplamiento de tornillo a moto. Al igual que un conjunto de tornillo tradicional, la tuerca está montada externa al motor, y la rotación del tornillo mueve la tuerca a lo largo del eje del tornillo.

En la configuración de la tuerca conducida, el movimiento puede ocurrir de una de dos maneras: la combinación de tuerca/motor puede limitarse para que el eje del tornillo viaja de ida y vuelta mientras el motor gira la tuerca; o el eje del tornillo se puede limitar de modo que el conjunto del motor/tuerca se mueva a lo largo del tornillo estacionario. Cuando el eje del tornillo está restringido y no se deja girar, generalmente se pueden lograr velocidades más altas, ya que se evita "batir" (el efecto de tipo de salto que ocurre cuando un tornillo se gira muy rápidamente). Un rodamiento axial se monta típicamente en la circunferencia externa de la tuerca del tornillo (dentro del rotor del motor) para tomar fuerzas de empuje.

Junto con el 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 los sistemas sin guías lineales, las principales áreas de aplicación para actuadores híbridos implican empujar o extraer cargas relativamente livianas, o posicionamiento preciso, como las aplicaciones de enfoque y escaneo.