Un pórtico XYZ de control robótico

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 que los motores lineales son precisos (aunque costosos en comparación con otras opciones de movimiento lineal). Otras aplicaciones de estos componentes de movimiento relativamente nuevos incluyen aquellas que requieren un posicionamiento rápido y preciso o carreras lentas y extremadamente estables.

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

A diferencia de los motores rotativos (que requieren convertidores mecánicos de rotación 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; tiempos de estabilización prolongados; estiramiento de la correa, holgura 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 velocidad (con pasos más altos) a cambio de 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 más reducidos. Su menor número de componentes también aumenta la fiabilidad. En este caso, los motores se conectan a variadores convencionales y (en el modo servo) un controlador de movimiento cierra el bucle de posición.

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

Algunas aplicaciones sensibles al costo se benefician de los motores lineales híbridos, ya que cuentan con platinas ferromagnéticas económicas. Al igual que los motores paso a paso lineales, varían la saturación magnética de la platina para generar oposición al flujo magnético. La retroalimentación, junto con un control PID de posicionamiento, permite que el motor ofrezca un rendimiento de nivel servo. El único inconveniente es que los motores híbridos tienen una potencia limitada y presentan fluctuaciones de frecuencia debido al acoplamiento entre el actuador y la platina. Dos soluciones son el desfase de los dientes y el accionamiento para la saturación parcial de los dientes de la platina y del actuador. Algunos motores híbridos también utilizan refrigeración externa para aumentar la potencia durante el funcionamiento continuo.