Precisión y repetibilidad, Capacidad, Longitud del recorrido, Uso, Entorno ambiental, Sincronización, Orientación, Tarifas.

A continuación se ofrecen algunos consejos sobre cómo especificar y dimensionar correctamente un actuador impulsado por motor lineal utilizando el mnemotécnico ACTUADOR (abreviatura de precisión, capacidad, longitud de recorrido, uso, entorno ambiental, temporización, orientación y velocidades) para recordar todos los parámetros clave.

Elegir el actuador adecuado para una aplicación determinada puede parecer una tarea sencilla. Sin embargo, seleccionar un actuador confiable requiere más de lo que algunos ingenieros e integradores de sistemas creen. Los actuadores de bajo rendimiento suelen deberse a errores de especificación básicos.

Para conseguir un movimiento lineal fiable y repetible, el objetivo es cumplir requisitos específicos para una configuración de actuador de alta calidad con cuatro subsistemas:

1. Un sistema estructural que pueda asegurar con precisión todos los componentes del actuador en un espacio físico y proporcionar una forma de sujetar el actuador en su lugar de trabajo.

2. Un convertidor de movimiento giratorio a lineal que consta de una cadena cinemática de componentes individuales

3. Un elemento de desgaste lineal para guiar con precisión el carro en línea recta con una fricción mínima y una capacidad de carga y vida máximas.

4. Un carro móvil que sujeta de forma segura la pieza de trabajo, la pinza, la cámara, la óptica u otra carga útil.

1er objetivo de diseño:

Precisión y repetibilidad

A menos que un ingeniero de diseño se tome el tiempo para definir lo que un actuador debe ofrecer para el movimiento, es probable que especifique demasiado o pague de más por el sistema. Esto es especialmente cierto si hay algún malentendido sobre en qué se diferencian la precisión y la repetibilidad. En la mayoría de las aplicaciones de actuadores, la repetibilidad es más importante que la precisión absoluta.

La repetibilidad puede ser unidireccional o bidireccional, por lo que mide la capacidad de un sistema para obtener una posición de comando cuando se le acerca desde la misma dirección o desde cualquier dirección. Las dos especificaciones principales que influyen en la precisión son el recorrido y el posicionamiento. Es común especificar la precisión en unidades de micras o milésimas de pulgada.

Por ejemplo, imagine un robot con una pinza colocada encima de un actuador lineal. El actuador mueve el robot a diversas posiciones para que la pinza pueda agarrar las cajas y colocarlas sobre paletas. Este movimiento debe ser repetible y bastante preciso para mover el robot a su posición, aunque no es necesaria una precisión milimétrica. Como regla general, la repetibilidad de posicionamiento a ± 50 µm es más que aceptable en la mayoría de las operaciones de empaquetado de final de línea que involucran actuadores. Para aplicaciones que requieren un posicionamiento más preciso, considere agregar un codificador lineal.

2do objetivo de diseño:

Capacidad

Piense en las cargas, momentos y fuerzas que deberá soportar el actuador. Estos incluyen:

• carga estática

• carga dinámica

• momento flector

• empuje

Independientemente de la configuración, la construcción interna de un actuador tiene un impacto directo en la capacidad de carga. Algunos fabricantes diseñan y construyen actuadores para manejar cargas pesadas a altas velocidades, mientras que otros están construidos para soportar cargas ligeras a altas velocidades. Conocer los detalles de la aplicación es fundamental para elegir el diseño correcto. Consejo: Al comparar actuadores, preste atención a las unidades de especificación mencionadas anteriormente (unidades SI, estadounidenses o imperiales) para hacer una comparación de manzanas con manzanas.

Los actuadores de uso industrial tienen una gran rigidez y soportan una capacidad de carga máxima en cinco de seis grados de libertad, y permiten un movimiento de baja fricción en el sexto eje.

3er objetivo de diseño:

Longitud del viaje

La carrera de un actuador, medida en milímetros o pulgadas, es la distancia que debe mover un actuador. Sin embargo, el movimiento total debe incluir un recorrido de seguridad, también conocido como distancia de parada brusca a parada brusca. Distinga cuidadosamente la diferencia entre trazo y longitud total. Consejo: Durante este paso, defina también la envolvente volumétrica o la huella total en la que debe caber el sistema.

4to objetivo de diseño:

Uso

El factor de uso (también conocido como ciclo de trabajo) se expresa comúnmente en ciclos por minuto. La vida útil es la cantidad de horas, años, ciclos o distancia lineal que debe tener el actuador. En otras palabras, esta especificación describe la frecuencia con la que funcionará el actuador y cuánto tiempo debe durar. Considere los detalles de la aplicación (incluido el perfil de movimiento, el tiempo de ciclo y el tiempo de permanencia) además de los requisitos de vida útil. Pregunte también al proveedor sobre los programas de mantenimiento; Algunos actuadores sólo requieren relubricación después de 20.000 km, mientras que otros necesitan un cuidado más frecuente.

5to objetivo de diseño:

Ambiente ambiental

Las condiciones de trabajo que rodean al actuador forman colectivamente el entorno ambiental:

• la temperatura de funcionamiento sonó

• rango de humedad relativa

• tipo y cantidad de partículas contaminantes

• presencia de fluidos o productos químicos corrosivos

• requisitos periódicos de limpieza o lavado

Tenga en cuenta estos factores y tenga en cuenta que los entornos exigentes o extremos pueden requerir sellos y fuelles especiales para proteger las piezas móviles del actuador de la humedad, el polvo y otros contaminantes. Si esto le preocupa, pregunte al proveedor si están disponibles.

6to objetivo de diseño:

Momento

Los ingenieros de diseño, integradores de sistemas, fabricantes de equipos originales y usuarios finales suelen ignorar los plazos del proyecto al especificar un actuador, especialmente al principio. Aunque otras especificaciones de rendimiento merecen mucha atención, tenga en cuenta las limitaciones de tiempo y presupuesto. No se olvide de los plazos generales del proyecto, la solicitud de cotizaciones, los prototipos y los cronogramas de producción, porque ignorarlos puede hacer que se pierda tiempo y esfuerzo más adelante. No hay nada peor que encontrar el actuador perfecto y luego darse cuenta de que no se ajusta a las limitaciones de tiempo y presupuesto del proyecto.

Séptimo objetivo de diseño:

Orientación

La elección del actuador adecuado también depende de cómo se montará en el espacio geométrico disponible. Esto determina la orientación de la carga y la fuerza. ¿El carro estará boca arriba o boca abajo en orientación horizontal? También son posibles orientaciones verticales y ubicaciones inclinadas según el tamaño del sistema y la geometría de la aplicación. Cada orientación influye en los cálculos de fuerza que, en última instancia, expresan la capacidad del actuador para soportar una carga determinada. Tenga en cuenta que los sistemas multieje necesitan soportes y placas transversales especiales para conectar rígidamente los actuadores y reducir la desalineación y la vibración.

8º objetivo de diseño:

Tarifas

Para elegir el mejor actuador para una aplicación, determine su perfil de movimiento objetivo. Esto incluye la velocidad de desplazamiento, así como las tasas de aceleración y desaceleración requeridas. Si bien algunos actuadores de uso industrial pueden soportar cargas elevadas a velocidades de desplazamiento de hasta 5 m/s, otros tienen velocidades y capacidades de carga limitadas. En este caso, haga coincidir correctamente el actuador con la tarea en cuestión.