XY 스테이지 및 3D 프린터와 같은 소형 가공 센터용 솔루션입니다.

선형 액추에이터는 다양한 크기로 제공되지만, 최근 몇 년 동안 제조업체들은 점점 더 소형화된 제품에 중점을 두고 있습니다. 그러나 액추에이터의 크기가 아무리 작더라도 모터를 추가하면 전체 시스템의 크기가 공간 제약이 있는 응용 분야에는 너무 커질 수 있습니다. 일부 제조업체는 이러한 문제를 해결하기 위해 모터와 리드 스크류(또는 볼 스크류)를 하나의 어셈블리로 통합한 하이브리드 액추에이터를 개발하고 있습니다.

하이브리드 설계의 가장 일반적인 형태는 리드 스크류가 통합된 스테퍼 모터입니다. 이는 두 구성 요소의 부하, 속도 및 추력 사양이 유사하기 때문입니다. 통합형 설계가 가장 큰 이점을 제공하는 부분은 바로 이 점이라고 할 수 있습니다. 리드 스크류 방식에 필요한 부하와 힘은 일반적으로 작고 외부 가이드(즉, 부하를 지지하는 선형 샤프트나 레일이 필요 없는 설계)가 필요 없는 경우에 더 적합하기 때문입니다. 하지만 하이브리드 액추에이터에도 가이드를 통합할 수 있으며, 이를 통해 부하를 이동시키면서 지지해야 하는 정밀 위치 제어 시스템과 같은 응용 분야에서 더욱 다양한 용도로 활용할 수 있습니다.

하이브리드 액추에이터의 기본 구조는 중공축 모터입니다. 일반적인 모터 설계에서는 로터 중앙을 관통하는 단순한 구동축이 있지만, 하이브리드 액추에이터에서는 스크류 샤프트 또는 스크류 너트가 로터 내부에 장착됩니다. 스크류 샤프트가 로터 내부에 장착된 경우, 이를 구동 스크류 어셈블리라고 하며, 스크류 너트가 로터 내부에 장착된 경우, 이를 구동 너트 어셈블리라고 합니다.

구동 스크류 구성은 한쪽 끝이 하나 또는 두 개의 축 베어링으로 ​​지지되고 모터에 연결되는 기존 스크류 어셈블리와 끝단 고정 방식에서 가장 유사합니다. 반대쪽 끝은 지지되지 않거나 하나 또는 두 개의 축 베어링으로 ​​지지됩니다. 구동 스크류 하이브리드 액추에이터의 차이점은 스크류의 구동단이 모터의 로터에 직접 장착되고 로터 내부의 베어링으로 ​​지지된다는 점입니다. 외부 베어링이나 스크류-모터 커플링은 필요하지 않습니다. 기존 스크류 어셈블리와 마찬가지로 너트는 모터 외부에 장착되며, 스크류의 회전으로 너트가 스크류 샤프트를 따라 이동합니다.

구동 너트 구성에서 움직임은 두 가지 방식으로 발생할 수 있습니다. 첫째, 너트/모터 조합이 고정되어 모터가 너트를 회전시킬 때 스크류 샤프트가 앞뒤로 움직일 수 있습니다. 둘째, 스크류 샤프트가 고정되어 모터/너트 어셈블리가 고정된 스크류를 따라 움직일 수 있습니다. 스크류 샤프트가 고정되어 회전하지 못하게 되면, 스크류를 매우 빠르게 돌릴 때 발생하는 "채찍질"(줄넘기처럼 튕기는 현상)이 방지되므로 일반적으로 더 높은 속도를 얻을 수 있습니다. 추력을 흡수하기 위해 일반적으로 스크류 너트의 외측 원주(모터 로터 내부)에 축 베어링이 장착됩니다.

크기가 작다는 장점 외에도, 기계적 연결부가 적기 때문에 모터가 외부 스크류에 연결된 유사 시스템에 비해 전체 시스템의 유연성을 줄일 수 있습니다. 선형 가이드가 없는 시스템에서 하이브리드 액추에이터의 주요 적용 분야는 비교적 가벼운 하중을 밀거나 당기는 작업, 또는 초점 조절 및 스캐닝과 같은 정밀한 위치 제어 작업입니다.