Un portale di controllo robotizzato XYZ

Le applicazioni nelle macchine utensili e la produzione e l'assemblaggio di componenti a semiconduttore rappresentano oltre la metà dell'utilizzo totale dei motori lineari. Questo perché i motori lineari sono precisi (sebbene costosi rispetto ad altre opzioni di movimento lineare). Altre applicazioni per questi componenti di movimento relativamente nuovi includono quelle che richiedono un posizionamento rapido e preciso o corse lente ed estremamente costanti.

La velocità dei motori lineari varia da pochi centimetri a migliaia di centimetri al secondo. Questi motori possono offrire corse illimitate e (con un encoder) una precisione di ±1 μm/100 mm. Per questo motivo, i motori lineari vengono utilizzati in diverse applicazioni mediche, di ispezione e di movimentazione dei materiali per aumentare la produttività.

A differenza dei motori rotativi (che necessitano di dispositivi meccanici di conversione da rotativo a lineare per ottenere movimenti rettilinei), i motori lineari sono a trasmissione diretta. Pertanto, evitano l'usura graduale dei tradizionali sistemi a cremagliera e pignone. I motori lineari evitano anche gli svantaggi dei motori rotativi che utilizzano cinghie e pulegge: spinta limitata a causa dei limiti di resistenza alla trazione; lunghi tempi di assestamento; allungamento, gioco e torsione meccanica della cinghia; e limiti di velocità di circa 4,5 m/s. Inoltre, i motori lineari evitano le inefficienze delle viti a ricircolo di sfere e a passo variabile (rispettivamente circa il 50% e il 90%), nonché le vibrazioni e gli sbalzi di velocità. Non costringono i progettisti a sacrificare la velocità (con passi più elevati) per una risoluzione inferiore.

Le piattaforme multiasse che utilizzano motori lineari su ciascun asse sono più compatte rispetto alle configurazioni tradizionali e si adattano quindi a spazi più ristretti. Il minor numero di componenti contribuisce inoltre ad aumentarne l'affidabilità. In questo caso, i motori si collegano a normali azionamenti e (nel funzionamento servoassistito) un controllore di movimento chiude l'anello di controllo della posizione.

I motori passo-passo lineari offrono velocità fino a 70 pollici/secondo, adatte per macchine di prelievo e posizionamento e per ispezioni relativamente rapide. Altre applicazioni includono le stazioni di trasferimento pezzi. Alcuni produttori vendono motori passo-passo lineari gemelli con un motore comune per formare stadi XY. Questi stadi possono essere montati in qualsiasi orientamento e presentano elevata rigidità e planarità, con una tolleranza di pochi nanometri ogni cento millimetri, per garantire movimenti precisi.

Alcune applicazioni sensibili ai costi traggono vantaggio dai motori lineari ibridi, poiché dispongono di piastre ferromagnetiche economiche. Analogamente ai motori passo-passo lineari, variano la saturazione magnetica della piastra per modellare l'opposizione al flusso magnetico. Il feedback, unito a un anello PID con controllo di posizionamento, contribuisce a fornire al motore prestazioni di livello servo. L'unico inconveniente è che i motori ibridi hanno una potenza di uscita limitata e presentano fenomeni di cogging dovuti all'accoppiamento tra il motore di forzatura e la piastra. Due soluzioni sono lo sfasamento dei denti e l'azionamento per la saturazione parziale dei denti della piastra e delle sezioni dei denti del motore di forzatura. Alcuni motori ibridi utilizzano anche il raffreddamento esterno per aumentare la potenza di uscita durante il funzionamento continuo.