Il movimento lineare è un'area di controllo del movimento che comprende diverse tecnologie tra cui motori lineari, attuatori lineari, guide lineari e cuscinetti, tra gli altri.

Motori lineari: un'opzione precisa

I motori lineari tradizionali sono fondamentalmente un motore rotativo a magnete permanente srotolato e disteso. 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 stazionaria del motore è energizzata, provoca movimento nella parte mobile che contiene un qualche tipo di materiale conduttivo.

I vantaggi del motore lineare includono velocità elevate e tempi di risposta rapidi, elevata precisione e rigidità e, poiché non sono presenti componenti di trasmissione meccanica, l'eliminazione del gioco.

L’aspetto negativo è che i motori lineari possono essere più costosi rispetto ad altre soluzioni tradizionali. Richiedono inoltre una migliore risposta da parte dei controller, ad esempio una maggiore larghezza di banda e velocità di aggiornamento più elevate. Inoltre, i motori lineari in genere non possono produrre la stessa forza di altri tipi di soluzioni come le viti a ricircolo di sfere. Un altro problema potrebbe essere il riscaldamento dovuto alle perdite I2R, che potrebbe richiedere considerazioni speciali sul raffreddamento.

La scelta del miglior motore lineare per un'applicazione coinvolge una serie di fattori tra cui considerazioni sulla forza e sulla temperatura, carichi sui cuscinetti e considerazioni sullo spazio e sul gioco.

I primi motori lineari erano cilindrici. In questi motori, la forza ha una struttura cilindrica e si muove su e giù su una barra cilindrica che ospita i magneti. I tipi di motori lineari con canale a U hanno due piste magnetiche parallele rivolte l'una verso l'altra con la forza tra le piastre. La forzante è supportata nella traccia magnetica da un sistema di cuscinetti. Infine ci sono motori lineari di tipo piatto, che possono essere di tre tipi diversi: slotless ironless, slotless iron e slotted iron.

Attuatori lineari: configurazioni integrate con componenti di movimento tradizionali

Gli attuatori lineari producono essenzialmente un movimento lineare. A volte la fonte primaria di movimento è non lineare o rotatoria, come 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 da soli il movimento lineare, ad esempio attraverso la pressione del fluido (idraulico o dell'aria). Gli attuatori lineari comuni includono meccanici, elettromeccanici, idraulici, pneumatici e piezoelettrici.

Un attuatore lineare con sorgente rotativa utilizza tipicamente un motore elettrico per fornire la sua energia in ingresso. Questo attuatore può utilizzare una vite di comando per trasformare il movimento rotatorio del motore in un movimento rettilineo.

La soluzione migliore per l'applicazione dipende da fattori quali l'uscita richiesta, le dimensioni e i requisiti di potenza. Ci sono diversi fattori importanti da considerare quando si sceglie un attuatore lineare. Il primo è determinare la corsa o la lunghezza del movimento richiesta. Successivamente, quanta forza è richiesta all'attuatore? Cioè, qual è il peso dell'oggetto che l'attuatore dovrà spostare? Come verrà montato l'attuatore: in orizzontale o in verticale?

Gli attuatori lineari vengono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni industriali come apparecchiature per la movimentazione dei materiali e robotica, nonché in applicazioni di consumo quotidiane come elettrodomestici e apparecchiature informatiche come testine di stampa e scanner.

Guide rotanti a movimento lineare: per la flessibilità di progettazione OEM

Le guide lineari non sono attuatori stessi ma il componente meccanico che guida un movimento lineare, che potrebbe essere una rotaia o un albero collegato a qualche tipo di dispositivo di attuazione. Le guide rotanti per applicazioni di movimento lineare possono aiutare a ridurre l'attrito nelle macchine. Vengono utilizzati in vari campi, dai dispositivi avanzati per la produzione di semiconduttori alle grandi macchine utensili o alle attrezzature edili.

Le guide lineari a rulli sono disponibili in diverse forme, tra cui sistemi lineari e sistemi di guida lineare a rulli e sistemi di guida per alberi basati su scanalature a sfera.

Considerazioni importanti per la scelta di una guida volvente a movimento lineare includono il carico, il carico statico, la corsa e la velocità, nonché la precisione e l'accuratezza desiderate. Potrebbe essere necessario anche il precaricamento a seconda dei requisiti dell'applicazione. La lubrificazione è un'altra considerazione importante, così come qualsiasi metodo per ridurre al minimo la contaminazione del sistema di guida lineare da fattori ambientali come polvere e altri contaminanti utilizzando soffietti o guarnizioni speciali.