Accionamientos principales

Los accionamientos principales son predominantemente motores eléctricos síncronos y asíncronos controlados por bucle cerrado. Sus aplicaciones incluyen motores en kit o con carcasa para su uso en tornos, fresadoras y rectificadoras, así como en centros de mecanizado. Los accionamientos de husillo tradicionales con motores con carcasa, generalmente refrigerados por aire, también son populares como accionamientos principales. En comparación con los husillos motorizados, son menos costosos considerando los costos secundarios de ambos sistemas. Por un lado, la interposición de reductores permite ajustar la velocidad de rotación y el par a la tarea de mecanizado. Por otro lado, los reductores generan fuerzas radiales indeseadas, ruido y mayor desgaste.

Los accionamientos principales que utilizan motores en kit con husillo integrado se han vuelto técnicamente sofisticados. Al prescindir de reductores y embragues, estos accionamientos permiten un movimiento de rotación centrado sin sufrir fuerzas de cizallamiento. Destacan por su suavidad de funcionamiento a largo plazo y un desgaste mínimo, y se utilizan a menudo para mecanizado de alto rendimiento. La generación de accionamientos con pares más elevados sigue siendo bastante costosa, ya que es necesario integrar un engranaje (planetario) en el husillo o seleccionar una mayor potencia del motor. Para realizar el mantenimiento preventivo y el servicio técnico, se deben integrar sensores en el husillo para monitorizar y adquirir datos de medición. La refrigeración con aceite, aire o glicol sigue siendo necesaria.

Impulsores de alimentación

Para los accionamientos de alimentación, se puede optar por sistemas electromecánicos o hidráulicos. En el caso de los accionamientos de alimentación electromecánicos, el servomotor eléctrico con husillo de bolas es el más utilizado a nivel mundial. Este convierte el movimiento rotatorio en lineal. En este caso, se prefieren los motores síncronos con carcasa, ya que deben cumplir con altos requisitos de posicionamiento, funcionamiento sincronizado y dinámica, incluso más que el accionamiento principal.

Gracias a su alta rigidez estática, este sistema de accionamiento tradicional es adecuado para diversas aplicaciones, pero es propenso al desgaste. Dependiendo de las condiciones de instalación y del par requerido, el servomotor se conecta al husillo directamente o, por ejemplo, mediante una correa síncrona.

Los accionamientos deben ofrecer resistencia al desgaste, además de alta rigidez y dinamismo. Esta combinación de características permite una mayor precisión y un funcionamiento sin problemas a largo plazo que el que se puede obtener con un conjunto de husillo de bolas comparable con un sistema de medición de posición indirecta.

El régimen de carga del accionamiento es un aspecto que limita su uso. Por supuesto, esto no significa que, al procesar con grandes fuerzas, se puedan prescindir de los conjuntos de husillos a bolas y las soluciones de accionamiento hidráulico. Los elementos de soporte de la máquina, como la cubierta de virutas con su velocidad de deslizamiento máxima admisible y la guía del carro con su comportamiento de amortiguación, también pueden limitar su aplicación. Las ventajas de los accionamientos con 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 de avance hidráulicos son muy solicitados cuando sus beneficios tienen un impacto significativo, como en espacios reducidos, así como en aplicaciones que requieren alta dinámica y grandes fuerzas de avance. Además, el accionamiento de avance hidráulico debe posicionarse con precisión micrométrica. Las aplicaciones prácticas demuestran que el accionamiento lineal hidráulico funciona sin holgura, es duradero y suele ser más resistente que un accionamiento comparable con husillo de bolas. En el caso de los accionamientos de avance eléctricos, se debe instalar un rendimiento específico (par y velocidad de rotación). Sin embargo, un eje hidráulico puede extraer energía de un acumulador de fluido hidráulico según la demanda, lo que reduce la potencia de entrada instalada hasta en un 80 %.

Accionamientos auxiliares

Diversos accionamientos satisfacen las capacidades necesarias en una aplicación de accionamiento auxiliar. En el espectro de funciones de accionamiento auxiliar en máquinas herramienta, no existe una tendencia clara ni unidades de eficacia probada que destaquen. La elección dependerá de la aplicación.

No es inusual que un grupo de máquinas con una secuencia cerrada de funciones combine diversos accionamientos. Existen ejemplos de ello en aplicaciones donde se utilizan accionamientos electromecánicos para carros de movimiento 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, cuya función es compensar la fuerza del peso de la masa en movimiento. La compensación de peso puede lograrse de diversas maneras, siendo el sistema hidráulico con acumulador de fluido hidráulico el más popular. Si la fuerza del peso que se debe compensar es pequeña, un resorte de gas neumático puede realizar la función. Las ventajas de estas soluciones residen en su comportamiento dinámico adaptable, así como en su favorable balance energético.

Los accionamientos neumáticos son ideales para dispositivos de manipulación gracias a su bajo peso, su sencilla estructura de control y la rapidez de sus movimientos. Estas características se aplican a las unidades de alimentación y carga para pequeñas masas, integradas en el flujo de piezas del proceso de producción. La sujeción de herramientas y piezas en las máquinas herramienta es crucial, ya que influye en la precisión y repetibilidad de la operación. Las abrazaderas hidráulicas representan un tipo especial de accionamiento auxiliar y se utilizan en máquinas con carga y descarga de piezas sin supervisión, gracias a su fácil automatización. La alta densidad de fuerza de los elementos de sujeción facilita la construcción de dispositivos de sujeción en espacios reducidos.

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 ingeniería debe decidir qué tipo de accionamiento es el más adecuado para la tarea, teniendo en cuenta diversas limitaciones. Un buen proveedor de automatización con experiencia en todos estos grupos tecnológicos considerará y asesorará a sus clientes en estas decisiones.