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Etapas de posicionamiento lineal y tablas XYZ
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Robot cartesiano para aplicación de "pick and place".
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Las etapas y mesas de posicionamiento se utilizan en los sistemas de control de movimiento para sujetar una pieza de trabajo y/o posicionarla para alguna operación. Las etapas o mesas, ya sean lineales o rotativas, son a menudo subsistemas de movimiento completos. Es decir, son sistemas de movimiento propiamente dichos compuestos por un sistema de componentes de control de movimiento como componentes de movimiento lineal, motores o actuadores, codificadores, sensores y controladores. Por ejemplo, las etapas de posicionamiento son típicamente ensamblajes de movimiento lineal compuestos de guías o carros lineales y algún tipo de mecanismo de accionamiento.
Los escenarios y las mesas se utilizan en una serie de aplicaciones de alto rendimiento como los robots industriales, la fibra óptica y la fotónica, los sistemas de visión, las herramientas mecánicas, el montaje, el equipo de semiconductores, el mecanizado láser de componentes médicos, el micromecanizado, la fabricación electrónica y otras aplicaciones de automatización industrial.
Las etapas pueden proporcionar uno de varios tipos diferentes de movimiento. Pueden ser lineales, rotativos o incluso de elevación (etapas de posicionamiento del eje Z). Entre ellas, pueden configurarse de muchas maneras diferentes, incluyendo el movimiento en una sola dirección (o eje), en múltiples direcciones (posicionamiento X-Y), o para movimientos extremadamente pequeños y precisos, como en las aplicaciones de nanoposicionamiento donde los movimientos están en el rango de los micro o nanómetros.
Los mecanismos de accionamiento para el posicionamiento de las etapas y las mesas también pueden variar considerablemente, dependiendo de una serie de factores, entre ellos el costo y la precisión deseada. Por ejemplo, las etapas pueden ser del tipo de accionamiento directo impulsado por servomotores lineales o por una combinación de motores y engranajes y acoplamientos, accionados por un actuador lineal o rotativo (ya sea utilizando actuadores eléctricos o incluso neumáticos o hidráulicos). Otros métodos pueden incluir sistemas de correas y poleas, husillos de bolas o tornillos de plomo.
Los requisitos de precisión y exactitud también pueden dictar decisiones de diseño como los componentes utilizados en el montaje de una etapa de posicionamiento. Un tipo de componente utilizado en las etapas en las que se desea fiabilidad y alta precisión son los cojinetes de aire. Los cojinetes de aire soportan una carga con una fina película de aire a presión entre los elementos fijos y móviles. Se suelen denominar cojinetes aeroestáticos, porque una fuente de presión en lugar de un movimiento relativo suministra la película de aire.
A diferencia de los cojinetes ordinarios, las superficies de un cojinete de aire no hacen contacto mecánico, por lo que estos sistemas no necesitan ser lubricados. Debido a que las superficies no se desgastan, los sistemas no generan partículas, lo que los hace adecuados para aplicaciones de sala limpia. Cuando se les suministra aire limpio y filtrado, los cojinetes pueden funcionar sin fallos durante muchos años.
Algunos parámetros importantes para seleccionar la etapa de posicionamiento adecuada incluyen cosas como la resolución necesaria de la aplicación (o el menor incremento para mover o medir), la repetibilidad y precisión requeridas, y otros parámetros mecánicos como el retroceso y la histéresis.