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 priorizado cada vez más los tamaños compactos. Sin embargo, independientemente del tamaño del actuador, la adición de un motor puede hacer que el tamaño total del sistema sea demasiado grande para aplicaciones con espacio limitado. Algunos fabricantes están abordando este problema integrando un motor y un husillo de avance (o de bolas) en un solo conjunto, 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 de carga, velocidad y fuerza de empuje. Y es aquí donde el diseño integrado ofrece la mayor ventaja, ya que las cargas y fuerzas requeridas en aplicaciones con husillo suelen ser menores y más adecuadas para un diseño sin guía externa (es decir, sin ejes lineales ni rieles que soporten la carga). Sin embargo, las guías se pueden integrar en los actuadores híbridos, lo que les otorga mayor versatilidad para su uso en aplicaciones como sistemas de posicionamiento de precisión, donde se necesita soportar una carga durante su movimiento.

La base de un actuador híbrido es un motor de eje hueco. En lugar del diseño común de motor, que incluye un eje de transmisión simple 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, la configuración se denomina comúnmente conjunto de tuerca accionada.

La configuración de tornillo accionado es muy similar a la de un conjunto de tornillo tradicional en cuanto a la fijación de los extremos: un extremo del tornillo se apoya en uno o dos rodamientos axiales y está acoplado al motor, mientras que el extremo opuesto está "libre" (sin soporte) o se apoya en uno o dos rodamientos 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 apoya en rodamientos internos. No se requieren rodamientos 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 la desplaza a lo largo de su eje.

En la configuración de tuerca accionada, el movimiento puede ocurrir de dos maneras: la combinación tuerca-motor puede restringirse para que el eje del tornillo se mueva hacia adelante y hacia atrás mientras el motor gira la tuerca; o el eje del tornillo puede restringirse para que el conjunto 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 alcanzar velocidades más altas, ya que se evita el "latigazo" (el efecto de cuerda que se produce al girar un tornillo muy rápidamente). Generalmente, se monta un rodamiento 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 su tamaño compacto, el menor número de conexiones mecánicas puede reducir la flexibilidad 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 son el empuje o la tracción de cargas relativamente ligeras, o el posicionamiento preciso, como en aplicaciones de enfoque y escaneo.