Solução para estágios XY e pequenos centros de usinagem, como impressoras 3D.

Os atuadores lineares vêm em uma ampla gama de tamanhos, mas nos últimos anos, os fabricantes enfatizam cada vez mais pegadas compactas. Mas não importa quão pequeno o atuador, a adição de um motor pode tornar o tamanho geral do sistema completo muito grande para aplicações com restrição de espaço. Alguns fabricantes estão abordando esse problema integrando um motor e um parafuso de chumbo (ou parafuso de bola) em um conjunto, no que é comumente chamado de atuadores híbridos.

A variação mais comum do projeto híbrido é um motor de passo com um parafuso de chumbo integrado, pois os dois componentes têm especificações semelhantes para carga, velocidade e força de impulso. E é isso que o layout integrado fornece o maior benefício, uma vez que as cargas e forças necessárias nas aplicações de parafuso de chumbo são tipicamente menores e mais adequadas para um design sem orientação externa (ou seja, sem eixos ou trilhos lineares para suportar a carga). No entanto, os guias podem ser integrados aos atuadores híbridos, dando -lhes maior versatilidade para uso em aplicativos como sistemas de posicionamento de precisão, onde uma carga precisa ser suportada à medida que é movida.

A base de um atuador híbrido é um motor de eixo oco. Em vez do design comum do motor, que inclui um eixo de acionamento simples que atravessa o centro do rotor, o eixo de parafuso ou a porca de parafuso é montada dentro do rotor. Quando o eixo do parafuso é montado dentro do rotor, a configuração às vezes é chamada de conjunto de parafuso acionado e quando a porca do parafuso é montada dentro do rotor, a configuração é comumente referida como um conjunto de porca acionada.

A configuração do parafuso acionada é mais semelhante a um conjunto de parafuso tradicional em termos de fixidade final, onde uma extremidade do parafuso é suportada por um ou dois rolamentos axiais e acoplada ao motor, enquanto a extremidade oposta é "livre" (não suportada) ou suportada por um ou dois rolamentos axiais. A diferença em um atuador híbrido de parafuso acionado é que a extremidade acionada do parafuso é montada diretamente no rotor do motor e é suportada por rolamentos dentro do rotor. Não são necessários rolamentos externos ou acoplamento parafuso a motor. Como um conjunto de parafuso tradicional, a porca é montada externa ao motor e a rotação do parafuso move a porca ao longo do eixo do parafuso.

Na configuração de porca acionada, o movimento pode ocorrer de duas maneiras: a combinação de porca/motor pode ser restringida para que o eixo do parafuso viaje de volta à medida que o motor gira a porca; ou o eixo de parafuso pode ser restringido para que o conjunto do motor/porca se mova ao longo do parafuso estacionário. Quando o eixo do parafuso é restrito e não é permitido girar, as velocidades mais altas geralmente podem ser alcançadas, uma vez que “chicoteando” (o efeito do tipo salto que ocorre quando um parafuso é girado muito rapidamente) é evitado. Um mancal axial é normalmente montado na circunferência externa da porca do parafuso (dentro do rotor do motor) para assumir forças de impulso.

Juntamente com o benefício do tamanho compacto, ter menos conexões mecânicas pode reduzir a conformidade geral do sistema, quando comparada a sistemas semelhantes que incorporam um motor acoplado externamente a um parafuso. Em sistemas sem guias lineares, as principais áreas de aplicação para atuadores híbridos envolvem empurrar ou puxar cargas relativamente leves ou posicionamento preciso, como em aplicações de foco e varredura.