El movimiento lineal es un área del control de movimiento que abarca varias tecnologías, entre las que se incluyen motores lineales, actuadores lineales y guías y cojinetes lineales, entre otras.

Motores lineales: una opción precisa

Los motores lineales tradicionales son básicamente un motor rotativo de imán permanente desplegado y extendido. Es como si el estator y el rotor se cortaran a lo largo de un plano radial y luego se desplegaran para proporcionar un empuje lineal. Cuando se energiza la parte fija del motor, se produce movimiento en la parte móvil, que contiene algún tipo de material conductor.

Entre las ventajas de los motores lineales se incluyen altas velocidades y tiempos de respuesta rápidos, alta precisión y rigidez, y, al no tener componentes de transmisión mecánica, la eliminación del juego.

Como desventaja, los motores lineales pueden ser más caros que otras soluciones tradicionales. Además, requieren una mejor respuesta de los controladores, como mayor ancho de banda y frecuencias de actualización más altas. Por lo general, los motores lineales no pueden generar tanta fuerza como otros tipos de soluciones, como los husillos de bolas. Otro problema puede ser el calentamiento debido a las pérdidas por efecto Joule (I²R), lo que puede requerir consideraciones especiales de refrigeración.

La elección del motor lineal más adecuado para una aplicación implica una serie de factores, entre los que se incluyen consideraciones de fuerza y ​​térmicas, cargas sobre los rodamientos y consideraciones de espacio y holgura.

Los primeros motores lineales eran cilíndricos. En estos motores, el actuador es cilíndrico y se mueve verticalmente a lo largo de una barra cilíndrica que aloja los imanes. Los motores lineales de canal en U tienen dos pistas magnéticas paralelas enfrentadas, con el actuador entre las placas. El actuador se apoya en la pista magnética mediante un sistema de rodamientos. Por último, existen motores lineales planos, que pueden ser de tres tipos diferentes: sin ranuras ni hierro, sin ranuras ni hierro, y con ranuras ni hierro.

Actuadores lineales: configuraciones integradas con componentes de movimiento tradicionales.

Los actuadores lineales producen esencialmente movimiento lineal. En ocasiones, la fuente principal de movimiento es no lineal o rotativa, como en el caso de un motor. En este caso, otros medios mecánicos, como correas, poleas, cadenas u otros componentes mecánicos, convierten el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Otros tipos de actuadores lineales producen movimiento lineal por sí mismos, por ejemplo, mediante presión de fluido (hidráulico o de aire). Entre los actuadores lineales más comunes se encuentran los mecánicos, electromecánicos, hidráulicos, neumáticos y piezoeléctricos.

Un actuador lineal de fuente rotativa generalmente utiliza un motor eléctrico para proporcionarle la energía de entrada. Este actuador puede emplear un husillo para transformar el movimiento rotacional del motor en movimiento rectilíneo.

La mejor opción para la aplicación depende de factores como la potencia de salida requerida, el tamaño y los requisitos de potencia. Hay varios factores importantes a considerar al elegir un actuador lineal. Primero, determinar la carrera o longitud de movimiento requerida. Luego, ¿cuánta fuerza se requiere del actuador? Es decir, ¿cuál es el peso del objeto que el actuador deberá mover? ¿Cómo se montará el actuador: horizontal o verticalmente?

Los actuadores lineales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones industriales, como equipos de manipulación de materiales y robótica, así como en aplicaciones de consumo cotidianas, como electrodomésticos y equipos informáticos, como cabezales de impresora y escáneres.

Guías de rodadura de movimiento lineal: para una mayor flexibilidad en el diseño de los fabricantes de equipos originales (OEM).

Las guías lineales de rodillos no son actuadores en sí mismas, sino el componente mecánico que guía un movimiento lineal, que puede ser un riel o un eje conectado a algún tipo de dispositivo de accionamiento. Las guías de rodillos para aplicaciones de movimiento lineal ayudan a reducir la fricción en las máquinas. Se utilizan en diversos campos, desde dispositivos avanzados para la fabricación de semiconductores hasta grandes máquinas herramienta o maquinaria de construcción.

Las guías lineales de rodillos se presentan en diferentes formas, incluyendo sistemas de guiado de rieles con guías lineales y guías lineales de rodillos, y sistemas de guiado de ejes basados ​​en estrías de bolas.

Para elegir una guía lineal de rodillos, es importante considerar la carga, la carga estática, la carrera y la velocidad, así como la precisión y exactitud deseadas. Dependiendo de los requisitos de la aplicación, puede ser necesario aplicar una precarga. La lubricación es otro factor clave, al igual que cualquier método para minimizar la contaminación del sistema de guía lineal por factores ambientales como el polvo y otros contaminantes, mediante el uso de fuelles o sellos especiales.