El movimiento lineal es parte fundamental del funcionamiento de muchas máquinas, sin embargo, los actuadores más usados son los motores eléctricos que proveen de movimiento rotacional, no lineal. Sin embargo hay varias formas de convertir estas rotaciones en desplazamientos lineales, las mas comunes, sin duda son los tornillos y las correas, pero hay más posibilidades que pueden aplicarse en ciertas condiciones con mucho éxito… vamos a dar un vistazo.
Por lo general los motores eléctricos son máquinas rotacionales. A lo largo de los cerca de 100 años de historia del motor eléctrico, se han hecho esfuerzos increíbles en aras de adaptar esta tecnología para efectuar una cantidad de tareas casi infinita. Con todo eso hay un montón de aplicaciones industriales que requieren la conversión de movimiento rotacional a movimiento linear. Y como en todo con la mecatrónica, hay una gran variedad de maneras de resolver el problema.
Casi siempre, la primera cosa que hay que hacer es acoplar el motor a un mecanismo lineal. Las dos formas mas comunes son los actuadores tipo tornillo y los que funcionan con correas, ambos tienen ventajas y desventajas relativas. Por ejemplo los tornillos ofrecen ventajas mecánicas como reducción de marcha (similar a lo que sucede con los piñones), pero pueden adicionar masa e inercia al sistema y tienen límites de aceleración. Las correas tienen menos masa y es posible alcanzar mayores velocidades, pero se necesita un sistema rígido de soporte para lograr la tensión adecuada.
El movimiento lineal en general tiene que ver con el control de posición, algo que es en esencia un comportamiento diferente para los motores eléctricos. La mayoría de motores rotan a alta velocidad, como por ejemplo un motor AC típico de 1800 rmp. De esta forma, el posicionamineto implica el alcance de características que no se logran tan fácilmente; aunque hemos logrado una amplia variedad de soluciones para el posicionamiento, por lo general son mucho mas caras y complejas. De hecho los motores paso a paso son el único tipo de motores eléctricos en los que la posición es un aspecto inherente de la operación del mismo. Llevando entonces los motores paso paso al movimiento lineal, encontramos que una solución típica se basa en un motor de 200 pasos por revolución y un tornillo conductor con relación 5:1, esto produce un movimiento lineal de 0.001 in por paso. Simple y rentable.
En muchas aplicaciones de movimiento lineal, la prioridad principal es la precisión. Y cuando se necesitan precisiones superiores a 0.001 pulgadas, o la velocidad que se requiere están por encima de las que los motores paso a paso pueden producir, entonces se tienen que explorar otras opciones.
Los motores lineales sobresalen en rendimiento en general. Las características de aceleración, velocidad y precisión son excelentes y son el camino a seguir cuando se pueden costear. Estos motores lineales usan alta resolución (generalmente millonésimas de pulgada) de realimentación lineal para lograr el posicionamiento preciso que se requiere por ejemplo en aplicaciones como la fabricación de semiconductores – que de hecho fue el primer campo en aplicar los motores lineales. En ese entonces eran considerados una solución “exotica”, muy costosa y muy difícil de aplicar, pero en los últimos años se ha visto una mejora en los costos y un rango de aplicaciones mayor para esta tecnología.
Una tecnología emergente para el movimiento lineal, es la que usa motores piezoeléctricos. Los motores lineales piezoeléctricos están disponibles por unos cuantos proveedores y la simplicidad y rentabilidad de esta solución los están haciendo la opción por excelencia para algunas necesidades de movimiento lineal.
La mayoría de soluciones mecatrónicas para el movimiento lineal dependen de un sensor de realimentación para lograr precisión en la posición. Esto hace al sensor de posición lineal un componente crítico en el diseño de sistemas de movimiento lineal de los cuales hablaré en un post en el futuro. Hay una buena cantidad de opciones y hay algunas nuevas tecnologías disponibles para dar a los diseñadores mas opciones.
Haz tenido experiencia con movimiento lineal? cuentanos tus experiencias…
Vía: Project Mechatronics
Este tipo de información sumunistrada por los usuarios de esta pagina Wed son Crusiales para entender y comprender lo que poseen en facultades un Ingeniero Mecatronico y lo se espera ver de esta.
Sinceramente es un muy buen complejo de Infoermacion frennte a la manipulación de los Motores y tipos de estos frente a lo que requiere de presición, velocidad y precisión. en la I. Mecatronica y TecnoIndustria.
@ Terry: Gracias, tienes toda la razón, permanecer empapado del contexto laboral es un aspecto importante de todo profesional debería esforzarse por alimentar constantemene.