Un pórtico de control robótico XYZ

Las aplicaciones en máquinas herramienta y la fabricación y el ensamblaje de componentes semiconductores representan más de la mitad del uso total de motores lineales. Esto se debe a la precisión de los motores lineales (aunque son costosos en comparación con otras opciones de movimiento lineal). Otras aplicaciones para estos componentes de movimiento relativamente nuevos incluyen aquellas que requieren un posicionamiento rápido y preciso, o movimientos lentos y extremadamente estables.

Las velocidades de los motores lineales varían desde unos pocos centímetros hasta miles de centímetros por segundo. Estos diseños permiten un número ilimitado de recorridos y (con un codificador) una precisión de ±1 μm/100 mm. Por este motivo, diversos sectores, como el médico, la inspección y la manipulación de materiales, utilizan motores lineales para aumentar la productividad.

A diferencia de los motores rotativos (que necesitan dispositivos mecánicos de conversión rotativa a lineal para lograr movimientos rectos), los motores lineales son de accionamiento directo. Por lo tanto, evitan el desgaste gradual de los sistemas tradicionales de cremallera y piñón. Los motores lineales también evitan los inconvenientes de los motores rotativos que utilizan correas y poleas: empuje limitado debido a las limitaciones de resistencia a la tracción; largos tiempos de estabilización; estiramiento de la correa, juego y torsión mecánica; y límites de velocidad de aproximadamente 4,5 m/s. Además, los motores lineales evitan las ineficiencias de los husillos de bolas y de avance (alrededor del 50 % y el 90 %, respectivamente), así como la vibración y el latigazo. Tampoco obligan a los diseñadores a sacrificar la velocidad (con pasos más altos) por una menor resolución.

Las plataformas multieje que utilizan motores lineales en cada eje son más compactas que las configuraciones tradicionales, por lo que se adaptan a espacios reducidos. Su menor número de componentes también aumenta la fiabilidad. En este caso, los motores se conectan a variadores de frecuencia convencionales y (en el modo servo) un controlador de movimiento cierra el bucle de posición.

Los motores paso a paso lineales ofrecen velocidades de hasta 70 pulg./seg, ideales para máquinas de recogida y colocación e inspección de respuesta rápida. Otras aplicaciones incluyen estaciones de transferencia de piezas. Algunos fabricantes venden motores paso a paso lineales dobles con un actuador común para formar plataformas XY. Estas plataformas se pueden montar en cualquier orientación y ofrecen una alta rigidez y planitud de unos pocos nanómetros por cada cien milímetros, lo que permite movimientos precisos.

Algunas aplicaciones donde el costo es un factor importante se benefician de los motores lineales híbridos, ya que cuentan con placas ferromagnéticas económicas. Al igual que los motores paso a paso lineales, varían la saturación magnética de la placa para ajustar la oposición al flujo magnético. La retroalimentación, junto con un bucle PID con control de posicionamiento, permite que el motor ofrezca un rendimiento de servo. El único inconveniente es que los motores híbridos tienen una potencia de salida limitada y presentan efecto de retención magnética debido al acoplamiento entre el actuador y la placa. Dos soluciones son el desfase de fase de los dientes y el accionamiento para la saturación parcial de las secciones de dientes de la placa y del actuador. Algunos motores híbridos también utilizan refrigeración externa para aumentar la potencia de salida durante el funcionamiento continuo.