Riepilogo tecnico

Il movimento lineare è un'area del controllo del movimento che comprende diverse tecnologie, tra cui motori lineari, attuatori lineari, guide e cuscinetti di rotolamento lineari, solo per citarne alcune.

Motori lineari: un'opzione precisa

I motori lineari tradizionali sono essenzialmente motori rotativi a magneti permanenti arrotolati e distesi. È come se lo statore e il rotore fossero tagliati lungo un piano radiale e poi srotolati in modo da poter fornire una spinta lineare. Quando la parte fissa del motore viene alimentata, provoca il movimento della parte mobile che contiene un qualche tipo di materiale conduttore.

I vantaggi dei motori lineari includono velocità elevate e tempi di risposta rapidi, elevata precisione e rigidità, e, grazie all'assenza di componenti di trasmissione meccanica, l'eliminazione del gioco meccanico.

Tra gli svantaggi, i motori lineari possono essere più costosi rispetto ad altre soluzioni tradizionali. Richiedono inoltre una maggiore reattività da parte dei controllori, come una maggiore larghezza di banda e frequenze di aggiornamento più elevate. I motori lineari, inoltre, in genere non sono in grado di generare la stessa forza di altri tipi di soluzioni, come le viti a ricircolo di sfere. Un altro problema può essere il surriscaldamento dovuto alle perdite I²R, che potrebbe richiedere soluzioni di raffreddamento specifiche.

La scelta del motore lineare più adatto a una specifica applicazione dipende da diversi fattori, tra cui la forza, le sollecitazioni termiche, i carichi sui cuscinetti e le limitazioni di spazio e ingombro.

I primi motori lineari erano cilindrici. In questi motori, l'elemento di forzatura ha una struttura cilindrica e si muove verticalmente lungo una barra cilindrica che alloggia i magneti. I motori lineari a canale a U hanno due piste magnetiche parallele una di fronte all'altra, con l'elemento di forzatura interposto tra le piastre. L'elemento di forzatura è supportato nella pista magnetica da un sistema di cuscinetti. Infine, esistono motori lineari di tipo piatto, che possono essere di tre tipi diversi: senza cave senza ferro, senza cave con ferro e con cave con ferro.

Attuatori lineari: configurazioni integrate con componenti di movimento tradizionali

Gli attuatori lineari producono essenzialmente un movimento lineare. Talvolta la fonte primaria di movimento è non lineare o rotatoria, come ad esempio un motore. In questo caso, altri mezzi meccanici, come cinghie, pulegge, catene o altri componenti meccanici, convertono il movimento rotatorio in movimento lineare. Altri tipi di attuatori lineari producono movimento lineare autonomamente, ad esempio tramite la pressione di un fluido (idraulico o pneumatico). Tra gli attuatori lineari più comuni si annoverano quelli meccanici, elettromeccanici, idraulici, pneumatici e piezoelettrici.

Un attuatore lineare a sorgente rotativa utilizza in genere un motore elettrico per fornire l'energia in ingresso. Questo attuatore può utilizzare una vite senza fine per convertire il movimento rotatorio del motore in movimento rettilineo.

La scelta dell'attuatore lineare più adatto dipende da fattori quali la potenza richiesta, le dimensioni e i requisiti di alimentazione. Esistono diversi fattori importanti da considerare nella scelta di un attuatore lineare. Innanzitutto, è necessario determinare la corsa o la lunghezza del movimento richiesto. In secondo luogo, quanta forza è necessaria all'attuatore? Ovvero, qual è il peso dell'oggetto che l'attuatore dovrà spostare? Come verrà montato l'attuatore: orizzontalmente o verticalmente?

Gli attuatori lineari trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni industriali, come ad esempio nei macchinari per la movimentazione dei materiali e nella robotica, nonché in applicazioni di uso quotidiano per i consumatori, come elettrodomestici e apparecchiature informatiche quali testine di stampa e scanner.

Guide di scorrimento a movimento lineare: per la massima flessibilità di progettazione OEM.

Le guide lineari a rulli non sono attuatori in sé, ma componenti meccanici che guidano un movimento lineare, che può essere una rotaia o un albero collegato a un qualche tipo di dispositivo di attuazione. Le guide a rulli per applicazioni di movimento lineare contribuiscono a ridurre l'attrito nelle macchine. Sono utilizzate in diversi settori, dai dispositivi avanzati per la produzione di semiconduttori alle grandi macchine utensili o alle attrezzature per l'edilizia.

Le guide lineari a rulli sono disponibili in diverse forme, tra cui sistemi di guida su binari lineari e su rulli lineari, nonché sistemi di guida su alberi basati su scanalature a sfere.

Nella scelta di una guida lineare a rulli, è importante considerare il carico, il carico statico, la corsa e la velocità, nonché la precisione e l'accuratezza desiderate. A seconda delle esigenze applicative, potrebbe essere necessario anche un precarico. Un altro aspetto fondamentale è la lubrificazione, così come qualsiasi metodo per ridurre al minimo la contaminazione del sistema di guida lineare da fattori ambientali quali polvere e altri agenti contaminanti, ad esempio mediante l'utilizzo di soffietti o guarnizioni speciali.