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#Tendencias de productos
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Diferentes conceptos de accionamiento para diferentes movimientos de la máquina herramienta
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Accionamientos principales, accionamientos de alimentación, accionamientos auxiliares.
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Accionamientos principales
Los accionamientos principales son predominantemente motores eléctricos síncronos, asíncronos y controlados por lazo cerrado. Sus aplicaciones incluyen kits o motores alojados para su uso en máquinas de torneado, fresado y rectificado, así como en centros de mecanizado. Los accionamientos de husillo tradicionales con motores alojados -en su mayoría refrigerados por aire- también son populares como accionamientos principales. En comparación con los husillos de motor, son menos costosos si se consideran los costes secundarios de ambos sistemas. Por un lado, la interposición de las cajas de cambios permite ajustar la velocidad de rotación y el par de giro a la tarea de mecanizado. Por otro lado, las cajas de engranajes causan fuerzas radiales no deseadas, ruido y un mayor desgaste.
Los accionamientos principales que utilizan motores de kit con husillo integrado se han vuelto técnicamente sofisticados. Dado que las cajas de cambios y los embragues pueden ser eliminados, estos accionamientos permiten un movimiento de rotación céntrico sin sufrir la fuerza de cizallamiento. Destacan por su suavidad de funcionamiento a largo plazo y su mínimo desgaste, y se utilizan a menudo para mecanizados de alto rendimiento. La generación de accionamientos con pares de giro más altos sigue siendo bastante costosa, ya que se debe integrar un engranaje (planetario) en el husillo o seleccionar una potencia de motor más alta. Para llevar a cabo el mantenimiento preventivo y el mantenimiento, los sensores deben estar integrados en el husillo para monitorizar y adquirir los datos de medición. El enfriamiento con aceite, aire o glicol sigue siendo necesario.
Accionamientos de alimentación
Para los accionamientos de alimentación, se puede elegir entre sistemas electromecánicos o hidráulicos. En el caso de los accionamientos electromecánicos, el servomotor eléctrico con husillo a bolas domina actualmente en todo el mundo. Convierte el movimiento de rotación en un movimiento lineal. Aquí se prefieren los motores con carcasa síncrona, ya que tienen que hacer frente a grandes exigencias en términos de posicionamiento, funcionamiento sincronizado y dinámica, más que el accionamiento principal.
Debido a su alta rigidez estática, este sistema de accionamiento tradicional se adapta a una gran variedad de aplicaciones, pero es propenso al desgaste. Dependiendo de las condiciones de montaje y de las fuerzas de par requeridas, el servomotor se conecta al husillo directamente o, por ejemplo, a través de una correa síncrona.
Los accionamientos deben ofrecer resistencia al desgaste, así como una gran rigidez y dinámica. Esta combinación de características permite una mayor precisión y un funcionamiento sin problemas a largo plazo que el que se obtiene con un conjunto de husillo de bolas comparable con un sistema de medición indirecta de la posición.
El régimen de carga del accionamiento es un aspecto que limita su uso. Por supuesto, esto no significa que, cuando se procesa con grandes fuerzas, se puedan eliminar los conjuntos de husillo de bolas y las soluciones de accionamiento hidráulico. Los elementos de apoyo de la máquina, como la tapa de viruta con su velocidad de deslizamiento máxima permitida y la guía del carro con su comportamiento de amortiguación, también pueden limitar la aplicación. Las ventajas de los accionamientos de motor lineal se ven contrarrestadas por los costes de inversión asociados, que hasta ahora han impedido un avance mundial de esta tecnología de accionamiento.
Los accionamientos hidráulicos de alimentación son solicitados cuando sus beneficios tienen un impacto significativo, como en espacios confinados, así como en aquellas aplicaciones que requieren una alta dinámica y grandes fuerzas de alimentación. Y, por supuesto, el accionamiento de alimentación hidráulica necesita posicionarse con precisión en el micrómetro. Las aplicaciones prácticas demuestran que el accionamiento lineal hidráulico funciona sin juego, es duradero y tiende a ser más duradero que un accionamiento comparable con un conjunto de husillo de bolas. En el caso de los accionamientos de alimentación eléctrica, deben instalarse todas las prestaciones específicas (par de giro y velocidad de rotación). Un eje hidráulico, sin embargo, puede obtener energía según la demanda de un acumulador de fluido hidráulico, reduciendo la potencia de entrada instalada hasta en un 80%.
Accionamientos auxiliares
Una variedad de variadores cumplen con las capacidades necesarias en una aplicación de variadores auxiliares. En todo el espectro de funciones de accionamiento auxiliar de las máquinas-herramienta no existe una tendencia significativa, ni se destacan algunas unidades de probada eficacia. La elección dependerá de la aplicación.
No es raro que un grupo de máquinas con una secuencia cerrada de funciones combine una variedad de accionamientos. Hay ejemplos de esto en aplicaciones en las que se utilizan accionamientos electromecánicos para carros de desplazamiento vertical o diagonal en combinación con compensación de peso hidráulica o neumática. En este caso, la compensación de peso puede entenderse como un accionamiento auxiliar pasivo en el sentido más amplio, ya que su tarea consiste en compensar la fuerza del peso de la masa desplazada. La compensación de peso puede lograrse de varias maneras, siendo el sistema hidráulico con un acumulador de fluido hidráulico muy popular. Si la fuerza del peso que necesita compensación es pequeña, un resorte neumático de gas puede realizar la función. Las ventajas de estas soluciones radican en su comportamiento dinámico adaptable, así como en su balance energético favorable.
Los actuadores neumáticos son ideales para su uso en dispositivos de manipulación gracias a su bajo peso, su estructura de control sencilla y la rapidez de sus movimientos. Estas características se aplican a las unidades de alimentación y carga para masas más pequeñas, que se integran en el flujo de piezas del proceso de producción. La sujeción de la herramienta y de la pieza de trabajo en las máquinas herramienta es crítica, ya que influye en la precisión de funcionamiento y en la repetibilidad. Las mordazas hidráulicas representan un tipo especial de accionamiento auxiliar y se utilizan en máquinas con carga y descarga de piezas desatendidas, gracias a su fácil automatización. La alta densidad de fuerza de los elementos de sujeción favorece la construcción de dispositivos de sujeción en los espacios más pequeños.
Conclusión
Existe una gama de conceptos de accionamiento eléctrico, hidráulico, electromecánico y neumático disponibles como soluciones para las tareas de accionamiento en máquinas-herramienta. El equipo de ingenieros debe decidir qué tipo de concepto de accionamiento es el adecuado para la tarea, teniendo en cuenta una serie de limitaciones. Un buen proveedor de automatización que tenga experiencia en todos estos grupos tecnológicos tendrá en cuenta y asesorará a los clientes en estas decisiones.