Un pórtico XYZ de control robótico

Las aplicaciones de máquinas herramienta y la fabricación y montaje de componentes semiconductores representan más de la mitad de todo el uso de motores lineales. Esto se debe a que los motores lineales son precisos (aunque costosos en comparación con otras opciones de movimiento lineal). Otras aplicaciones para estos componentes de movimiento relativamente nuevos también incluyen aquellas que necesitan un posicionamiento rápido y preciso o movimientos lentos y extremadamente constantes.

Las velocidades de los motores lineales varían desde unos pocos centímetros hasta miles de centímetros por segundo. Los diseños pueden ofrecer carreras ilimitadas y (con un codificador) una precisión de ±1 μm/100 mm. Por este motivo, una variedad de aplicaciones médicas, de inspección y de manipulación de materiales utilizan motores lineales para aumentar el rendimiento.

A diferencia de los motores rotativos (que necesitan dispositivos mecánicos de rotación a lineal para lograr movimientos rectos), los motores lineales son de accionamiento directo. Así, evitan el desgaste gradual de los tradicionales conjuntos de piñón y cremallera. Los motores lineales también evitan los inconvenientes de los motores rotativos que funcionan con correas y poleas... empuje limitado debido a los límites de resistencia a la tracción; largos tiempos de asentamiento; estiramiento de la correa, juego y cuerda mecánica; y límites de velocidad de 15 pies/seg aproximadamente. Además, los motores lineales evitan ineficiencias en el avance y el husillo de bolas (alrededor del 50 y el 90 % respectivamente), así como latigazos y vibraciones. Tampoco obligan a los diseñadores a sacrificar la velocidad (con tonos más altos) por una resolución más baja.

Las etapas de varios ejes que utilizan motores lineales en cada eje son más compactas que las configuraciones tradicionales, por lo que caben en espacios más pequeños. Su menor número de componentes también aumenta la confiabilidad. Aquí, los motores se conectan a accionamientos normales y (en funcionamiento servo) un controlador de movimiento cierra el circuito de posición.

Los motores paso a paso lineales ofrecen velocidades de hasta 70 pulg./seg, adecuados para máquinas de inspección y recogida y colocación de acción relativamente rápida. Otras aplicaciones incluyen estaciones de transferencia parcial. Algunos fabricantes venden motores paso a paso lineales gemelos con una fuerza común para formar etapas XY. Estas etapas se montan en cualquier orientación y tienen una alta rigidez y planitud de unos pocos nanómetros por cada cien milímetros para generar movimientos precisos.

Algunas aplicaciones sensibles a los costos se benefician de los motores lineales híbridos, ya que tienen placas ferromagnéticas económicas. Al igual que los motores paso a paso lineales, varían la saturación magnética de la platina para dar forma a la oposición al flujo magnético. La retroalimentación más un bucle PID con control de posicionamiento ayuda a que la salida del motor tenga un rendimiento servogrado. El único inconveniente es que los motores híbridos tienen una potencia limitada y presentan engranajes debido al acoplamiento entre el forzador y la platina. Dos soluciones son el desplazamiento de los dientes de fase y la conducción para la saturación parcial de los dientes de la platina y las secciones de los dientes forzados. Algunos motores híbridos también utilizan refrigeración externa para aumentar la potencia durante el funcionamiento continuo.