Accionamientos principales

Los accionamientos principales son predominantemente motores eléctricos síncronos y asíncronos con control de lazo cerrado. Se utilizan en kits o motores encapsulados para tornos, fresadoras, rectificadoras y centros de mecanizado. Los accionamientos de husillo tradicionales con motores encapsulados —generalmente refrigerados por aire— también son populares como accionamientos principales. En comparación con los husillos motorizados, resultan menos costosos si se consideran los costes secundarios de ambos sistemas. Por un lado, la interposición de cajas reductoras permite ajustar la velocidad de rotación y el par a la tarea de mecanizado. Por otro lado, las cajas reductoras generan fuerzas radiales no deseadas, ruido y un mayor desgaste.

Los accionamientos principales que utilizan motores en kit con husillo integrado han alcanzado un alto grado de sofisticación técnica. Al eliminar las cajas de cambios y los embragues, estos accionamientos permiten un movimiento de rotación céntrico sin sufrir fuerzas de cizallamiento. Destacan por su funcionamiento suave a largo plazo y su mínimo desgaste, y se utilizan con frecuencia en mecanizado de alto rendimiento. La generación de accionamientos con pares más elevados sigue siendo bastante costosa, ya que requiere la integración de un engranaje (planetario) en el husillo o la selección de un motor de mayor potencia. Para realizar el mantenimiento preventivo y las revisiones, es necesario integrar sensores en el husillo para monitorizar y adquirir datos de medición. La refrigeración con aceite, aire o glicol sigue siendo imprescindible.

Unidades de alimentación

Para los accionamientos de avance, se puede elegir entre sistemas electromecánicos o hidráulicos. En el caso de los accionamientos electromecánicos, el servomotor eléctrico con husillo de bolas es el sistema predominante a nivel mundial. Este convierte el movimiento rotacional en un movimiento lineal. En este caso, se prefieren los motores síncronos encapsulados, ya que deben cumplir con requisitos exigentes en cuanto a posicionamiento, funcionamiento sincronizado y dinámica, incluso más que el accionamiento principal.

Debido a su elevada rigidez estática, este sistema de accionamiento tradicional resulta adecuado para diversas aplicaciones, pero es propenso al desgaste. Dependiendo de las condiciones de instalación y de los pares de torsión requeridos, el servomotor se conecta al husillo directamente o, por ejemplo, mediante una correa síncrona.

Los accionamientos deben ofrecer resistencia al desgaste, así como alta rigidez y dinamismo. Esta combinación de características permite una mayor precisión y un funcionamiento prolongado sin problemas, en comparación con un conjunto de husillo de bolas similar con 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 descartar los conjuntos de husillos de bolas y las soluciones de accionamiento hidráulico. Elementos de la máquina como la cubierta de virutas, con su velocidad máxima de deslizamiento permitida, y la guía del carro, con su amortiguación, también pueden limitar su aplicación. Las ventajas de los accionamientos con motor lineal se ven contrarrestadas por los elevados costes de inversión asociados, lo que hasta ahora ha impedido una consolidación global de esta tecnología.

Los accionamientos hidráulicos de avance son muy solicitados cuando sus ventajas tienen un impacto significativo, como en espacios reducidos, así como en aplicaciones que requieren alta dinámica y grandes fuerzas de avance. Además, es fundamental que el accionamiento hidráulico de avance tenga una precisión micrométrica. Las aplicaciones prácticas demuestran que el accionamiento lineal hidráulico funciona sin holgura, tiene una larga vida útil y tiende a ser más duradero que un accionamiento comparable con husillo de bolas. En los accionamientos eléctricos de avance, es necesario configurar cada parámetro de rendimiento específico (par y velocidad de rotación). Sin embargo, un eje hidráulico puede obtener energía según la demanda de un acumulador de fluido hidráulico, lo que reduce la potencia de entrada instalada hasta en un 80 %.

Accionamientos auxiliares

Diversos accionamientos satisfacen las necesidades de una aplicación de accionamiento auxiliar. En el espectro de funciones de accionamiento auxiliar en máquinas herramienta, no existe una tendencia marcada, ni destacan unidades de eficacia probada. La elección dependerá de la aplicación.

No es raro que un grupo de máquinas con una secuencia cerrada de funciones combine diversos accionamientos. Existen ejemplos de esto en aplicaciones donde se utilizan accionamientos electromecánicos para carros de movimiento vertical o diagonal junto 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 varias maneras, siendo el sistema hidráulico con acumulador de fluido hidráulico uno de los más comunes. Si la fuerza que se debe compensar es pequeña, un resorte de gas neumático puede cumplir la función. Las ventajas de estas soluciones radican en su comportamiento dinámico adaptable y 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 son aplicables a unidades de alimentación y carga para masas pequeñas, integradas en el flujo de piezas del proceso de producción. La sujeción de herramientas y piezas en las máquinas herramienta es fundamental, ya que influye en la precisión y la repetibilidad de la operación. Las mordazas 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 permite la construcción de dispositivos de sujeción en espacios reducidos.

Conclusión

Existe una variedad de sistemas de accionamiento eléctricos, hidráulicos, electromecánicos y neumáticos disponibles para las tareas de accionamiento en máquinas herramienta. El equipo de ingeniería debe determinar qué tipo de sistema de accionamiento es el adecuado para cada tarea, considerando diversas limitaciones. Un buen proveedor de automatización con experiencia en todas estas tecnologías asesorará a los clientes en este proceso.