Рішення для XY етапів і малих обробних центрів, таких як 3D-принтери.

Лінійні приводи представлені в широкому діапазоні розмірів, але протягом останніх кількох років виробники наголошують на все більшій компактності. Але яким би малим не був привод, додавання двигуна може зробити загальний розмір усієї системи занадто великим для застосувань з обмеженим простором. Деякі виробники вирішують цю проблему, об’єднуючи двигун і ходовий гвинт (або кульковий гвинт) в один вузол, який зазвичай називають гібридними приводами.

Найпоширенішим варіантом гібридної конструкції є кроковий двигун із інтегрованим ходовим гвинтом, оскільки два компоненти мають однакові характеристики щодо навантаження, швидкості та сили тяги. І, мабуть, саме тут інтегрована схема забезпечує найбільшу вигоду, оскільки навантаження та сили, необхідні для застосувань ходових гвинтів, зазвичай менші та краще підходять для конструкції без зовнішнього керівництва (тобто без лінійних валів чи рейок для підтримки навантаження). Однак напрямні можуть бути інтегровані в гібридні приводи, що дає їм більшу універсальність для використання в таких додатках, як системи точного позиціонування, де вантаж потрібно підтримувати під час його переміщення.

Основою гібридного актуатора є двигун з порожнистим валом. Замість звичайної конструкції двигуна, яка включає простий приводний вал, що проходить через центр ротора, гвинтовий вал або гвинтова гайка встановлені всередині ротора. Коли гвинтовий вал встановлено всередині ротора, конфігурацію іноді називають вузлом веденого гвинта, а коли гайка кріпиться всередині ротора, конфігурацію зазвичай називають вузлом веденої гайки.

Конфігурація приводного гвинта найбільш подібна до традиційного гвинтового вузла з точки зору фіксації кінця, де один кінець гвинта підтримується одним або двома осьовими підшипниками та з’єднаний з двигуном, тоді як протилежний кінець або «вільний» (не підтримується). ) або підтримується одним або двома осьовими підшипниками. Різниця між приводним гвинтовим гібридним приводом полягає в тому, що ведений кінець гвинта встановлюється безпосередньо в ротор двигуна та підтримується підшипниками всередині ротора. Не потрібні зовнішні підшипники або з’єднання гвинт-двигун. Подібно до традиційного гвинтового вузла, гайка кріпиться зовні двигуна, і обертання гвинта переміщує гайку вздовж вала гвинта.

У конфігурації веденої гайки рух може відбуватися одним із двох способів: комбінація гайка/двигун може бути обмежена таким чином, щоб вал гвинта рухався вперед-назад, коли двигун обертає гайку; або вал гвинта може бути обмежений таким чином, щоб вузол двигун/гайка рухався вздовж нерухомого гвинта. Коли вал гвинта обмежений і не дозволяє обертатися, зазвичай можна досягти вищих швидкостей, оскільки уникають «збивання» (ефект типу скакалки, який виникає, коли гвинт обертається дуже швидко). Осьовий підшипник зазвичай встановлюється на зовнішній окружності гвинтової гайки (всередині ротора двигуна), щоб сприймати зусилля тяги.

Разом із перевагою компактного розміру наявність меншої кількості механічних з’єднань може знизити загальну сумісність системи порівняно з подібними системами, які включають двигун, зовнішній зв’язок із гвинтом. У системах без лінійних напрямних основні сфери застосування гібридних приводів включають штовхання або витягування відносно легких вантажів або точне позиціонування, наприклад, у програмах фокусування та сканування.