Los diseños de movimiento lineal ven una adopción más amplia de accionamientos directos lineales

Por Lisa Eitel | 21 de junio de 2018

Los accionamientos directos son una tecnología de control de movimiento proyectada para ver altas tasas de adopción en los próximos años, según una investigación de mercado realizada por ARC Advisory Group. Esto se debe en parte a una variedad de industrias que impulsan un mayor rendimiento y procesos más precisos.

Según Brian Scott, ingeniero de aplicaciones de Nippon Pulse America Inc., los motores de eje lineal superan a las máquinas de fabricación industrial y las aplicaciones de metrología de alta precisión y alta resolución.

"Vemos en ventas y aplicaciones que ahora hay un esfuerzo significativo para pasar de la mecánica de movimiento rotatorio a la lineal de transmisión directa. Los motores lineales tubulares de alta densidad de fuerza son una opción aquí. La mecánica más simple y el deseo de reducir los componentes son las principales fuerzas del mercado; otros incluyen un mejor control y respuesta lineales, menos modos de falla y un número reducido de proveedores. A medida que la industria avanza, habrá una mayor conversión al movimiento lineal de accionamiento directo".

Las etapas de eje lineal Nippon Pulse SLP integran un motor de eje lineal, un codificador y un soporte de eje lineal para reemplazar ciertos sistemas de husillo de bolas convencionales para aplicaciones servo. Una alta relación fuerza-volumen y una zona muerta más pequeña hacen que el diseño sea compacto. Las variaciones incluyen etapas Acculine SLP y etapas SCR de nanoposicionamiento.

Los diseños alimentados por batería también se benefician de los accionamientos directos en ejes lineales. Para tales sistemas, Steven Feketa de LinMot USA Inc. predice que los motores de accionamiento directo seguirán evolucionando para volverse más pequeños y compactos, con características de potencia adecuadas para su uso en diseños móviles. Estos han sido a menudo el dominio de los sistemas impulsados ​​por fluidos, pero Feketa subraya que los sistemas eléctricos a menudo son menos derrochadores y tienen un mejor rendimiento.

Los posicionadores de la serie mSR en miniatura son sistemas lineales de riel cuadrado de la división electromecánica y de accionamientos de Parker Hannifin que brindan precisión submicrónica. Los cojinetes de riel cuadrado se emparejan con un servomotor lineal; los niveles seleccionables de codificadores lineales se pueden configurar según los requisitos de la aplicación. Los posicionadores incorporan dos tecnologías de motor lineal, por lo que el mSR 80 (que se muestra en la sección aquí) está equipado con un motor lineal de núcleo de hierro en miniatura y el mSR100 viene con un motor lineal sin hierro mL-18.

"Hemos estado involucrados con posicionadores rotativos y lineales de accionamiento directo durante más de 30 años y los hemos visto pasar de ser una tecnología de accionamiento novedosa a algo omnipresente en las aplicaciones de posicionamiento", dijo Brian O'Connor, director de producto y mercado. desarrollo en Aerotech Inc. Por lo tanto, ahora es común ver diseños de accionamiento directo en aplicaciones de alta precisión, como semiconductores y electrónica de consumo, e incluso en aplicaciones de menor precisión, como líneas de ensamblaje de etiquetado y empaque de productos, agregó O'Connor.

Algunos motores lineales permiten la preintegración de funciones de lavado para obtener actuadores compactos que aborden las necesidades específicas de la aplicación. Los motores lineales de acero inoxidable de LinMot tienen clasificación AISI 316 e IP69K; cuentan con carcasas diseñadas higiénicamente para resistir los lavados químicos y de alta presión comunes en las industrias alimentaria, farmacéutica y de embalaje. Las fuerzas lineales son de 47,2 a 200 lb.

En algunos casos, las opciones de transmisión directa para aplicaciones lineales pueden permitir una personalización más completa para aplicaciones específicas. Considere cómo algunos motores lineales IP69K están soldados con láser para eliminar sellos y puntos de entrada, para obtener una vida útil prolongada. "Otro ejemplo son los actuadores rotativos lineales PR02 de LinMot, que ofrecen dos tipos de movimiento (para simplificar la integración) y tienen celdas de carga integradas para mediciones de par precisas en aplicaciones de tapado y roscado", agregó Feketa.

Las etapas lineales Aerotech ECO son adecuadas para aplicaciones de posicionamiento que requieren alta rigidez y capacidad de respuesta dinámica. Los cojinetes lineales de recirculación y los codificadores lineales sin contacto permiten un movimiento incremental de 10 nm con repetibilidad a nivel de µm. La calibración HALAR opcional aumenta la precisión de posicionamiento a ±1,5 µm. Una bobina forzada sin hierro genera una gran fuerza con cero cogging o windup y un estricto control de posición, clave para las aplicaciones que necesitan un perfilado de velocidad suave o una alta precisión de contorno.

Los esfuerzos de ingeniería coordinados con la cadena de suministro y los equipos de ingeniería de diseño producen tales productos específicos para aplicaciones, agregó Feketa. "Otro ejemplo es el acortamiento de los actuadores rotativos lineales de la serie PR02, que hicimos para que cupieran debajo de las campanas extractoras de gases en aplicaciones farmacéuticas".

Los motores rotativos lineales tubulares de LinMot también encuentran uso en los ejes de los equipos de almacenamiento automatizado, incluidos los ejes de desvío, rechazo y manejo. Dentro de los sistemas de posicionamiento y selección y colocación para empaque y ensamblaje automatizado, los actuadores funcionan en configuraciones XY, XY-theta, XYZ, XYZ-theta y X-X'-YZ. En los robots colaborativos, los motores rotativos lineales accionan los efectores finales y otros ejes de carga ligera.

Las variaciones curvas de los motores lineales son una variación más nueva de accionamiento directo. "Estos funcionan mejor en aplicaciones que solo necesitan movimiento semicircular... o en ejes con diámetros grandes... y no necesitan todo el par que proporcionaría un motor grande", dijo Brian Zlotorzycki, especialista de producto en ETEL Motors. "Así que aquí, los beneficios de los motores de transmisión directa pueden servir a configuraciones poco ortodoxas con un espacio total más pequeño que requieren una instalación más sencilla y menos reparaciones".

En el campo de la medicina, las pistas de motor lineales curvas ya encuentran uso en máquinas de escaneo C-Arm y CT donde un motor de torque sería demasiado poco intuitivo.

Aquí se muestran opciones de motor lineal ironcore de Chieftek Precision USA.