O movimento linear é uma área do controle de movimento que engloba diversas tecnologias, incluindo motores lineares, atuadores lineares, guias e rolamentos lineares, entre outros.

Motores lineares — uma opção precisa

Os motores lineares tradicionais são basicamente motores rotativos de ímã permanente, enrolados e dispostos em uma superfície plana. É como se o estator e o rotor fossem cortados ao longo de um plano radial e, em seguida, desenrolados para que pudessem fornecer empuxo linear. Quando a parte estacionária do motor é energizada, ela provoca movimento na parte móvel, que contém algum tipo de material condutor.

Entre as vantagens dos motores lineares, destacam-se as altas velocidades e tempos de resposta rápidos, a alta precisão e rigidez, e, por não possuírem componentes de transmissão mecânica, a eliminação da folga.

Como desvantagem, os motores lineares podem ser mais caros do que outras soluções tradicionais. Eles também exigem uma resposta melhor dos controladores, como maior largura de banda e taxas de atualização mais altas. Além disso, os motores lineares geralmente não conseguem produzir tanta força quanto outros tipos de soluções, como fusos de esferas. Outro problema pode ser o aquecimento devido às perdas por efeito Joule (I²R), o que pode exigir considerações especiais de refrigeração.

A escolha do motor linear mais adequado para uma aplicação envolve diversos fatores, incluindo considerações sobre força e temperatura, cargas nos rolamentos e espaço disponível.

Os primeiros motores lineares eram cilíndricos. Nesses motores, o atuador é de construção cilíndrica e se move para cima e para baixo em uma barra cilíndrica que abriga os ímãs. Os motores lineares do tipo canal em U possuem duas trilhas magnéticas paralelas, uma de frente para a outra, com o atuador entre as placas. O atuador é suportado na trilha magnética por um sistema de rolamentos. Por fim, existem os motores lineares do tipo plano, que podem ser de três tipos diferentes: sem ranhuras e sem núcleo, sem ranhuras e com ranhuras.

Atuadores lineares — configurações integradas com componentes de movimento tradicionais

Os atuadores lineares produzem essencialmente movimento linear. Às vezes, a fonte primária de movimento é não linear ou rotativa, como um motor. Nesse caso, outros meios mecânicos, como correias, polias, correntes ou outros componentes mecânicos, convertem o movimento rotativo em movimento linear. Outros tipos de atuadores lineares produzem movimento linear por conta própria, por meio de pressão de fluido (hidráulico ou ar). Os atuadores lineares mais comuns incluem os mecânicos, eletromecânicos, hidráulicos, pneumáticos e piezoelétricos.

Um atuador linear de fonte rotativa normalmente utiliza um motor elétrico para fornecer sua energia de entrada. Este atuador pode usar um fuso de esferas para converter o movimento rotacional do motor em movimento retilíneo.

A melhor opção para a aplicação depende de fatores como a potência necessária, o tamanho e os requisitos de energia. Há vários fatores importantes a serem considerados na escolha de um atuador linear. Primeiro, é preciso determinar o curso ou comprimento do movimento necessário. Em seguida, quanta força é exigida do atuador? Ou seja, qual é o peso do objeto que o atuador precisará mover? Como o atuador será montado — horizontalmente ou verticalmente?

Os atuadores lineares são utilizados em uma ampla gama de aplicações industriais, como equipamentos de movimentação de materiais e robótica, bem como em aplicações de consumo do dia a dia, como eletrodomésticos e equipamentos de informática, como cabeças de impressão e scanners.

Guias de rolamento para movimento linear — para maior flexibilidade de projeto do fabricante original (OEM).

Guias de rolamento lineares não são atuadores em si, mas sim o componente mecânico que guia um movimento linear, que pode ser um trilho ou um eixo conectado a algum tipo de dispositivo atuador. Guias de rolamento para aplicações de movimento linear podem ajudar a reduzir o atrito em máquinas. Elas são utilizadas em diversos campos, desde dispositivos avançados de fabricação de semicondutores até grandes máquinas-ferramenta ou equipamentos de construção.

As guias lineares de rolamento podem ser encontradas em diferentes formatos, incluindo guias lineares e guias lineares de rolos, sistemas de guia de trilhos e sistemas de guia de eixo baseados em estrias de esferas.

Ao escolher uma guia de rolamento para movimento linear, é importante considerar a carga, a carga estática, o curso e a velocidade, bem como a precisão e a exatidão desejadas. Dependendo dos requisitos da aplicação, pode ser necessário pré-carregar. A lubrificação também é um fator crucial, assim como qualquer método para minimizar a contaminação do sistema de guia linear por fatores ambientais, como poeira e outros contaminantes, utilizando foles ou vedações especiais.