La aplicación rentable para su propio diseño.

Si bien los motores lineales sin hierro se han utilizado en aplicaciones de semiconductores y electrónica durante más de una década, muchos diseñadores y fabricantes de equipos originales (OEM) aún los consideran productos de nicho. Sin embargo, la percepción de los motores lineales como una solución costosa para aplicaciones únicas está cambiando lentamente, a medida que más industrias los adoptan como reemplazo de husillos de bolas en aplicaciones de empaquetado, ensamblaje y carga de piezas. Si bien el costo de la tecnología de motores lineales ha disminuido en la última década, la elección entre un motor lineal y un husillo de bolas debe considerar tanto los requisitos de rendimiento de la aplicación como el costo total de propiedad durante la vida útil de la máquina o sistema. A continuación, se presentan algunos de los parámetros clave a considerar al comparar y elegir entre husillos de bolas y motores lineales.

Dónde sobresalen los motores lineales

Un motor lineal es esencialmente un servomotor "desenrollado", donde el rotor con imanes permanentes se convierte en la parte estacionaria (también llamada secundaria) y el estator en la parte móvil (también llamada primaria o forzador), con bobinas encapsuladas en epoxi. La ventaja más reconocida de los motores lineales es la ausencia de piezas móviles, lo que les permite lograr una precisión de posicionamiento y una repetibilidad mucho mayores que los husillos de bolas. Otra ventaja en la precisión de posicionamiento la proporciona el codificador. Mientras que los husillos de bolas suelen utilizar un codificador rotatorio montado en el motor para la retroalimentación de posicionamiento, los motores lineales utilizan una escala lineal magnética u óptica para la retroalimentación de posición. La escala lineal mide la posición en la carga, lo que proporciona una lectura más precisa de la posición real. Para aplicaciones de muy alta precisión, esta retroalimentación de posición más precisa puede marcar la diferencia entre una pieza que cumple con las especificaciones y una que requiere retrabajo o desecho.

Motor lineal rotatorio

En un artículo anterior, analizamos la relación entre velocidad y recorrido en aplicaciones de husillos de bolas. Esta es otra área donde los motores lineales ofrecen una ventaja. El recorrido admisible de los motores lineales es teóricamente ilimitado, y otros componentes del sistema (rodamientos lineales, gestión de cables y codificadores) determinan el recorrido máximo. De igual manera, la velocidad y aceleración máximas de los motores lineales son mucho mayores que las de los husillos de bolas, con valores típicos de hasta 10 m/s de velocidad y 10 g de aceleración, siempre que los demás componentes del sistema tengan el tamaño correcto para cumplir con estas especificaciones. A pesar de las limitaciones impuestas por otros componentes del sistema, los motores lineales siguen superando a los husillos de bolas en aplicaciones que requieren tanto recorridos largos como alta velocidad. También tienen la ventaja de permitir carros accionados independientemente (primarios) en la misma pieza secundaria. Esto es especialmente útil en algunas aplicaciones de embalaje, donde el material a envasar debe comprimirse antes de insertarlo en el medio de envasado (pensemos en los pañales envasados ​​en una bolsa de polietileno).

Factores del costo total de propiedad

El mantenimiento y la fiabilidad son criterios importantes en el análisis del coste total de propiedad, y los motores lineales ofrecen varias ventajas a lo largo de su vida útil. En primer lugar, al no contener piezas mecánicas móviles, los motores lineales no requieren mantenimiento. Solo los rodamientos de soporte lineal requieren lubricación periódica, y muchos rodamientos se ofrecen ahora con opciones de lubricación de larga duración o de por vida. La ausencia de piezas móviles en el sistema de accionamiento también mejora la fiabilidad, ya que no hay elementos rodantes, pistas de rodadura ni juntas que se desgasten y deban sustituirse con el tiempo.

En cualquier sistema lineal, es importante considerar el entorno y la necesidad de sellos y cubiertas protectoras. Los motores lineales no son la excepción, ya que pueden ser más difíciles de proteger que los conjuntos de husillos de bolas tradicionales. Sin embargo, en muchos casos, siempre que los rodamientos lineales estén correctamente sellados para el entorno de trabajo, los motores lineales pueden soportar una contaminación más agresiva que los husillos de bolas.

Para los motores lineales, el factor ambiental más crítico es la temperatura. Dado que el epoxi utilizado para encapsular las bobinas en un motor lineal sin hierro no disipa fácilmente el calor, puede ser necesario enfriarlo, ya sea mediante aire forzado o agua, para mantener una temperatura de funcionamiento aceptable tanto para el motor como para la estructura de montaje. Algunos fabricantes utilizan epoxis con alta capacidad de disipación de calor, pero es importante verificar la disipación térmica del motor y el efecto que la temperatura tendrá en su fuerza disponible.

Cada vez más industrias y aplicaciones exigen recorridos largos, altas velocidades y alta precisión de posicionamiento. Si bien muchos sistemas lineales pueden cumplir dos de estos tres criterios, los motores lineales son la única tecnología que los ofrece sin sacrificar nada. A medida que el rendimiento y el coste total de propiedad se convierten en factores decisivos en la selección de tecnología, los diseñadores y fabricantes de equipos originales (OEM) se familiarizan cada vez más con las tecnologías de motores lineales, lo que les ayuda a pasar de ser un nicho a un mercado generalizado, junto con las correas, los sistemas de cremallera e incluso los husillos de bolas.