Unidades principales

Los accionamientos principales son predominantemente motores eléctricos síncronos y asíncronos controlados en circuito cerrado. Sus aplicaciones incluyen motores en kit o con carcasa para uso en máquinas de torneado, fresado y rectificación, así como en centros de mecanizado. Como accionamientos principales también son populares los tradicionales accionamientos de husillo con motores alojados, en su mayoría refrigerados por aire. En comparación con los motohusillos, son menos costosos si se consideran los costes secundarios de ambos sistemas. Por un lado, la interposición de engranajes permite adaptar la velocidad de rotación y el par a la tarea de mecanizado. Por otro lado, las cajas de cambios provocan fuerzas radiales no deseadas, ruidos y un mayor desgaste.

Los accionamientos principales que utilizan motores en kit con husillo integrado se han vuelto técnicamente sofisticados. Dado que se pueden eliminar las cajas de cambios y los embragues, estos accionamientos hacen posible un movimiento de rotación céntrico sin sufrir fuerzas de corte. Destacan por su suavidad de funcionamiento a largo plazo y su mínimo desgaste y se utilizan a menudo para mecanizado de alto rendimiento. Actualmente, generar accionamientos con pares de giro más elevados sigue siendo bastante costoso, ya que es necesario integrar un engranaje (planetario) en el husillo o seleccionar una potencia de motor mayor. Para llevar a cabo el mantenimiento preventivo y la reparación, se deben integrar sensores en el husillo para monitorear y adquirir datos de medición. Sigue siendo necesario enfriar con aceite, aire o glicol.

Unidades de alimentación

Para los accionamientos de avance se puede elegir entre sistemas electromecánicos o hidráulicos. En el caso de los accionamientos de avance electromecánicos, actualmente predomina en todo el mundo el servomotor eléctrico con husillo de bolas. Convierte el movimiento rotacional en un movimiento lineal. En este caso se prefieren los motores síncronos con carcasa, ya que deben cumplir con altos requisitos en términos de posicionamiento, funcionamiento sincronizado y dinámica; más que el motor principal.

Debido a su alta rigidez estática, este sistema de transmisión tradicional se adapta a una variedad de aplicaciones, pero es propenso a desgastarse. Dependiendo de las condiciones de instalación y de los pares de giro necesarios, el servomotor se conecta al husillo directamente o, por ejemplo, mediante una correa síncrona.

Las transmisiones deben ofrecer resistencia al desgaste, así como alta rigidez y dinámica. 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 variador es un aspecto que limita su uso. Por supuesto, esto no significa que, al procesar con grandes fuerzas, se puedan eliminar los husillos de bolas y las soluciones de accionamiento hidráulico. Los elementos de apoyo de la máquina, como la cubierta de virutas con su velocidad de deslizamiento máxima permitida y la guía del carro con su comportamiento amortiguador, también pueden limitar la aplicación. Las ventajas de los accionamientos por motores lineales 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 alimentación hidráulica tienen demanda cuando sus beneficios tienen un impacto significativo, como en espacios reducidos, así como en aquellas aplicaciones que requieren alta dinámica y grandes fuerzas de avance. Y, por supuesto, el accionamiento de alimentación hidráulica debe posicionarse con precisión micrométrica. 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 conjunto de husillo de bolas. En el caso de los accionamientos de alimentación eléctricos, se debe tener en cuenta cada prestación específica (par y velocidad de rotación). Un eje hidráulico, sin embargo, puede extraer energía según la demanda de un acumulador de fluido hidráulico, reduciendo la potencia de entrada instalada hasta en un 80%.

Unidades auxiliares

Una variedad de unidades cumplen con las capacidades necesarias en una aplicación de unidad auxiliar. En todo el espectro de funciones de accionamiento auxiliar en máquinas herramienta no existe una tendencia significativa ni destacan unidades probadas. La elección dependerá de la aplicación.

No es raro que un grupo de máquinas con una secuencia cerrada de funciones combine varios accionamientos. Hay ejemplos de esto en aplicaciones en las que se utilizan accionamientos electromecánicos para carros que se mueven vertical o diagonalmente en combinación con compensación de peso hidráulica o neumática. La compensación de peso puede entenderse aquí como un accionamiento auxiliar pasivo en el sentido más amplio, cuya tarea es compensar la fuerza del peso de la masa movida. La compensación de peso se puede conseguir de varias maneras, siendo popular el sistema hidráulico con acumulador de líquido hidráulico. Si la fuerza del peso que necesita compensación 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 balance energético favorable.

Los accionamientos neumáticos son ideales para su uso en dispositivos de manipulación gracias a su bajo peso, su sencilla estructura de control y la rapidez de sus movimientos. Estas características se aplican a unidades de alimentación y carga para masas más pequeñas, que están integradas en el flujo de piezas del proceso de producción. La sujeción de herramientas y piezas de trabajo en máquinas herramienta es fundamental, ya que influye en la precisión y repetibilidad de la operación. Las pinzas hidráulicas representan un tipo especial de accionamiento auxiliar y se utilizan en máquinas con carga y descarga de piezas desatendidas, gracias a que son fácilmente automatizables. 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 eléctricos, hidráulicos, electromecánicos y neumáticos disponibles como soluciones para tareas de accionamiento en máquinas herramienta. El equipo de ingeniería 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 considerará y asesorará a los clientes en estas decisiones.