Un portale XYZ di controllo robotico

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

La velocità del motore lineare varia da pochi pollici a migliaia di pollici al secondo. I design possono fornire corse illimitate e (con un encoder) precisione fino a ±1 μm/100 mm. Per questo motivo, numerose applicazioni mediche, di ispezione e di movimentazione dei materiali utilizzano motori lineari per aumentare la produttività.

A differenza dei motori rotativi (che necessitano di dispositivi meccanici rotativi-lineari per ottenere movimenti rettilinei), i motori lineari sono ad azionamento diretto. Pertanto, evitano l'usura graduale dei tradizionali set a pignone e cremagliera. I motori lineari evitano anche gli inconvenienti dei motori rotativi che fanno funzionare cinghie e pulegge... spinta limitata a causa dei limiti di resistenza alla trazione; tempi di assestamento lunghi; tensionamento, gioco e caricamento meccanico della cinghia; e limiti di velocità di 15 piedi/sec circa. Inoltre i motori lineari evitano le inefficienze del cavo e delle viti a ricircolo di sfere (rispettivamente circa il 50 e il 90%) nonché sbattimenti e vibrazioni. Non costringono nemmeno i progettisti a sacrificare la velocità (con toni più alti) per una risoluzione inferiore.

I palcoscenici multiasse che utilizzano motori lineari su ciascun asse sono più compatti rispetto alle configurazioni tradizionali, quindi si adattano a spazi più piccoli. Il minor numero di componenti aumenta anche l'affidabilità. Qui, i motori si collegano ad azionamenti normali e (nel funzionamento servo) un controller di movimento chiude l'anello di posizione.

I motori passo-passo lineari forniscono velocità fino a 70 pollici/sec, adatti per macchine pick-and-place e di ispezione ad azione relativamente rapida. Altre applicazioni includono stazioni di trasferimento parziale. Alcuni produttori vendono stepper lineari gemelli con una forza comune per formare stadi XY. Queste fasi si montano con qualsiasi orientamento e hanno un'elevata rigidità e planarità fino a pochi nanometri ogni cento millimetri per produrre movimenti precisi.

Alcune applicazioni sensibili ai costi traggono vantaggio dai motori lineari ibridi, poiché hanno piastre ferromagnetiche economiche. Proprio come i motori passo-passo lineari, variano la saturazione magnetica dalla piastra per modellare l'opposizione al flusso magnetico. Il feedback e un anello PID con controllo del posizionamento aiutano le prestazioni di livello servo dell'uscita del motore. L'unico problema è che i motori ibridi hanno una potenza limitata e presentano cogging dovuto all'accoppiamento tra forzatrice e piastra. Due soluzioni sono l'offset dei denti di fase e la guida per la saturazione parziale dei denti della piastra e delle sezioni dei denti della forza. Alcuni motori ibridi utilizzano anche il raffreddamento esterno per aumentare la potenza durante il funzionamento continuo.