Un portique de contrôle robotique XYZ

Les applications de machines-outils ainsi que la fabrication et l'assemblage de composants semi-conducteurs représentent plus de la moitié de l'utilisation totale des moteurs linéaires. En effet, les moteurs linéaires sont précis (bien que coûteux par rapport aux autres options de mouvement linéaire). D'autres applications pour ces composants de mouvement relativement nouveaux incluent également ceux qui nécessitent un positionnement rapide et précis ou des courses lentes et extrêmement régulières.

Les vitesses des moteurs linéaires varient de quelques pouces à des milliers de pouces par seconde. Les conceptions peuvent fournir des courses illimitées et (avec un encodeur) une précision de ±1 μm/100 mm. Pour cette raison, diverses applications médicales, d’inspection et de manutention utilisent des moteurs linéaires pour augmenter le débit.

Contrairement aux moteurs rotatifs (qui nécessitent des dispositifs mécaniques rotatifs-linéaires pour obtenir des mouvements droits), les moteurs linéaires sont à entraînement direct. Ils évitent ainsi l’usure progressive des ensembles à crémaillère traditionnels. Les moteurs linéaires évitent également les inconvénients des moteurs rotatifs à courroies et poulies… poussée limitée en raison des limites de résistance à la traction ; temps de stabilisation longs ; étirement de la courroie, jeu et remontage mécanique ; et des limites de vitesse d'environ 15 pieds/sec. De plus, les moteurs linéaires évitent les inefficacités des vis à tête et à billes (environ 50 et 90 % respectivement), ainsi que les coups de fouet et les vibrations. Ils n'obligent pas non plus les concepteurs à sacrifier la vitesse (avec des hauteurs plus élevées) pour une résolution plus faible.

Les platines multi-axes qui utilisent des moteurs linéaires sur chaque axe sont plus compactes que les configurations traditionnelles et s'intègrent donc dans des espaces plus petits. Leur nombre réduit de composants améliore également la fiabilité. Ici, les moteurs se connectent à des entraînements réguliers et (en mode servo) un contrôleur de mouvement ferme la boucle de position.

Les moteurs pas à pas linéaires offrent des vitesses allant jusqu'à 70 po/sec, adaptées aux machines de prélèvement et de placement et d'inspection à action relativement rapide. D'autres applications incluent les stations de transfert de pièces. Certains fabricants vendent des moteurs pas à pas linéaires jumeaux avec un forceur commun pour former des étages XY. Ces platines se montent dans n'importe quelle orientation et présentent une rigidité et une planéité élevées de quelques nanomètres tous les cent millimètres pour produire des mouvements précis.

Certaines applications sensibles aux coûts bénéficient des moteurs linéaires hybrides, car ils disposent de plateaux ferromagnétiques peu coûteux. Tout comme les moteurs pas à pas linéaires, ils font varier la saturation magnétique du plateau pour former une opposition au flux magnétique. Un retour d'information et une boucle PID avec contrôle de positionnement contribuent aux performances de qualité servo du moteur. Le seul problème est que les moteurs hybrides ont une puissance limitée et présentent des engrenages dus au couplage entre la force et le plateau. Deux solutions sont le décalage de phase des dents et l'entraînement pour une saturation partielle des dents du plateau et des sections de dents de force. Certains moteurs hybrides utilisent également un refroidissement externe pour augmenter la puissance pendant un fonctionnement continu.