Impulsado por la correa, accionada por tornillo de bola, conducción de estanterías y piñones, sistemas lineales impulsados ​​por motor, lineal, manejados neumáticos.

Atrás quedaron los días en que los diseñadores y constructores de máquinas tuvieron que elegir entre construir su propio sistema lineal desde cero o conformarse con una gama limitada de sistemas previamente ensamblados que, en la mayoría de los casos, eran un ajuste imperfecto para su aplicación. Los fabricantes de hoy ofrecen sistemas basados ​​en una variedad de mecanismos de accionamiento (tornillos de pelota, cinturones, bastidores y piñones, motores lineales y neumáticos) con una guía y opciones de vivienda para adaptarse a prácticamente cualquier aplicación, entorno o restricción de espacio. El dilema para los ingenieros ahora se trata de encontrar un sistema que funcione para su aplicación, y más sobre elegir la mejor solución de la amplia gama de configuraciones disponibles.

Se han creado muchos ayudantes para ayudar con este proceso de selección. Por lo general, estos toman la forma de una tabla que muestra los parámetros clave de la aplicación versus el tipo de sistema, con símbolos para calificar la idoneidad de cada sistema para cada parámetro. Si bien este diseño proporciona una referencia rápida y visual, pierde algunos de los puntos más finos de las habilidades y debilidades de cada sistema. En un intento por profundizar un poco más, el siguiente esquema analiza las fortalezas y limitaciones específicas de los tipos más comunes de sistemas lineales previamente ensamblados.

Sistemas impulsados ​​por la correa

Los sistemas de transmisión de correa son probablemente mejor reconocidos por su capacidad para viajar largos. También pueden lograr altas velocidades, ya que los mecanismos de accionamiento de la correa no utilizan elementos de recirculación. Cuando se combina con guías no recirculantes, como rodillos de levas o ruedas, los cinturones generalmente pueden alcanzar velocidades de hasta 10 m/s. Los sistemas impulsados ​​por la correa también son muy adecuados para entornos hostiles, ya que no hay elementos rodantes para dañar los desechos, y el material de la correa de poliuretano puede resistir la mayoría de los tipos comunes de contaminación química.

El principal inconveniente de los sistemas impulsados ​​por la correa es que los cinturones se estiran. Incluso las correas reforzadas con el acero, que son utilizadas por la mayoría de los fabricantes de sistemas, eventualmente experimentarán algo de estiramiento, lo que degrada la repetibilidad y la precisión de los viajes. Los sistemas impulsados ​​por la correa también tienen más resonancia que otros tipos de unidades, debido a la elasticidad del cinturón. Si bien el ajuste adecuado de la unidad puede compensar esto, las aplicaciones con altas tasas de aceleración y desaceleración y/o cargas pesadas pueden experimentar tiempos de asentamiento indeseables.

Sistemas impulsados ​​por el tornillo de bola

Para cargas de empuje altas y una alta precisión de posicionamiento, los sistemas impulsados ​​por el tornillo de bola son generalmente la primera opción. Y por una buena razón. Con tuercas precargadas, los tornillos de bola proporcionan un movimiento sin reacción y pueden lograr una precisión de posicionamiento muy alta y repetibilidad. Los cables que van desde 2 mm a más de 40 mm, también permiten que los sistemas de tornillo de bola cumplan con una amplia gama de requisitos de velocidad y pueden evitar el fondo de reducción en aplicaciones verticales.

La longitud del viaje es la limitación fundamental de los sistemas impulsados ​​por el tornillo de bola. A medida que aumenta la longitud del tornillo, la velocidad permisible disminuye, debido a la tendencia del tornillo a caerse bajo su propio peso y experimentar azotes. Los soportes de tornillo de bola pueden ayudar a contrarrestar este efecto, pero a expensas del espacio y el costo general del sistema.

Sistemas impulsados ​​por bastidores y piñones

Los sistemas de bastidores y piñones producen altas fuerzas de empuje y pueden hacerlo con longitudes de viaje prácticamente ilimitadas. Su diseño también permite que se usen múltiples carruajes en el mismo sistema, lo que es útil para aplicaciones que requieren que los carruajes se muevan de forma independiente, como los grandes sistemas de pórtico en las industrias de envasado y automotriz.

Si bien los sistemas de bastidores y piñones de alta calidad y piñones están disponibles, en general, tienen una precisión de posicionamiento más baja que otras opciones de accionamiento. Y dependiendo del perfil del diente y la calidad del mecanizado, los sistemas impulsados ​​por el bastidor y los piñones pueden producir un alto nivel de ruido en comparación con otros sistemas lineales.

Sistemas lineales conducidos por motor

Tradicionalmente considerados demasiado caros para la mayoría de las aplicaciones, los motores lineales ahora se están utilizando para posicionar y manejar tareas en industrias como el embalaje y el ensamblaje. Los costos más bajos han contribuido a esta tendencia, pero para los ingenieros, las características atractivas de los motores lineales son su capacidad de alta velocidad, alta precisión de posicionamiento y bajos requisitos de mantenimiento. Los motores lineales también ofrecen la capacidad, como los sistemas de rack y piñones, para integrar múltiples carruajes independientes en un solo sistema.

Debido a que no tienen componentes mecánicos para evitar que la carga caiga en una condición de pérdida de potencia, los motores lineales generalmente no se recomiendan para su uso en aplicaciones verticales. Su diseño abierto, junto con la presencia de poderosos imanes, también los hace susceptibles a la contaminación y los escombros, especialmente las astillas de metal y las virutas.

Sistemas de conducción neumática

Cuando la fuente de transmisión de potencia preferida es el aire, los sistemas lineales neumáticos se ajustan a la factura. Para un movimiento simple, punto a punto, los sistemas impulsados ​​neumáticos pueden ser la opción más económica y simple de integrar. La mayoría de los sistemas lineales neumáticos están encerrados en una carcasa de aluminio, que permite incorporar amortiguadores finales y cubiertas protectoras.

Los sistemas neumáticos tienen la precisión y rigidez más baja de los tipos discutidos aquí, pero su principal limitación es la incapacidad de detenerse en posiciones intermedias.

Independientemente de su aplicación, al considerar las opciones entre los sistemas lineales previamente ensamblados, comience con los cuatro parámetros de la aplicación primarios: golpes, carga, velocidad y precisión. Una vez que se determinan la magnitud y la importancia de estos criterios, otros parámetros, como el ruido, la rigidez y los factores ambientales, pueden ayudar a reducir el campo y hacer que el tamaño y la selección final requieran menos tiempo.