La aplicación rentable para su propio diseño.

Si bien los motores lineales sin hierro se han utilizado en aplicaciones semiconductores y electrónicas durante más de una década, muchos diseñadores y OEM los vienen como productos de "nicho". Pero la percepción de los motores lineales como una solución costosa para aplicaciones únicas está cambiando lentamente, ya que más industrias los adoptan como reemplazos para los tornillos de bola en el embalaje, el ensamblaje y las aplicaciones de carga parcial. Y si bien el costo de la tecnología de motor lineal ha disminuido en la última década, la elección entre un motor lineal y un tornillo de bola debe tener en cuenta tanto los requisitos de rendimiento de la aplicación como el costo total de propiedad durante la vida útil de la máquina o el sistema. A continuación se presentan algunos de los parámetros clave a considerar al comparar y elegir entre tornillos de pelota y motores lineales.

Donde se destacan los motores lineales

Un motor lineal es esencialmente un servomotor "desenganchado", donde el rotor con imanes permanentes se convierte en la parte estacionaria (también llamada secundaria), y el estator se convierte en la pieza móvil (también llamada primaria o forcer), con bobinas encapsuladas por epoxi. La ventaja más reconocida de los motores lineales es la ausencia de partes móviles, lo que les permite lograr una precisión de posicionamiento mucho mayor y repetibilidad que los tornillos de bola. El codificador proporciona otro beneficio en la precisión del posicionamiento. Mientras que los tornillos de bola generalmente usan un codificador giratorio montado en el motor para la retroalimentación de posicionamiento, los motores lineales usan 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 significar la diferencia entre una parte que cumple con las especificaciones y una que requiere retrabajo o chatarra.

Motor lineal giratorio

En un artículo anterior, discutimos la compensación entre la velocidad y la distancia de viaje en las aplicaciones de tornillo de pelota. Esta es otra área donde los motores lineales proporcionan una ventaja. La longitud de viaje permitida de los motores lineales es teóricamente ilimitado, con otros componentes del sistema (rodamientos lineales, gestión de cables y codificadores, dictando el viaje máximo. Del mismo modo, la velocidad máxima y la aceleración de los motores lineales son mucho más altas que la de los tornillos de bola, con clasificaciones típicas de hasta 10 m/s y aceleración de 10 g, siempre que otros componentes del sistema tengan un tamaño correcto para cumplir con estas especificaciones. A pesar de los límites impuestos por otros componentes del sistema, los motores lineales aún superan los tornillos de pelota en aplicaciones que requieren una larga longitud de viaje y alta velocidad. También tienen la ventaja de permitir carruajes impulsados ​​de forma independiente (primarias) en la misma parte secundaria. Esto es especialmente útil en algunas aplicaciones de embalaje, donde el material a empaquetar debe comprimirse antes de insertarlo en el medio de empaque (piense en pañales empaquetados dentro de una bolsa de poli).

Costo total de factores de propiedad

El mantenimiento y la confiabilidad son criterios importantes en el costo total de análisis de propiedad, y los motores lineales ofrecen varios beneficios durante la vida del sistema. Primero, debido a que no contienen piezas móviles mecánicas, los motores lineales en sí mismos no requieren mantenimiento. Solo los rodamientos de soporte lineal requieren lubricación periódica, y ahora se ofrecen muchos rodamientos con lubricación "a largo plazo" o opciones de "lubricado para la vida". La ausencia de piezas móviles en el sistema de accionamiento también mejora la confiabilidad, ya que no hay elementos rodantes, pistas de rodadura o sellos que se desgastarán y requieren reemplazo con el tiempo.

Con cualquier sistema lineal, es importante considerar el entorno y la necesidad de sellos y cubiertas de protección. Los motores lineales no son una excepción, ya que pueden ser más difíciles de encerrar y proteger que los conjuntos de tornillos de bola tradicionales. Sin embargo, en muchos casos, siempre que los cojinetes lineales estén correctamente sellados para el entorno de trabajo, los motores lineales pueden soportar una contaminación más agresiva que los tornillos de pelota.

Para los motores lineales, el factor ambiental más crítico es la temperatura. Debido a que el epoxi utilizado para encapsular las bobinas en un motor lineal sin hierro no disipa fácilmente el calor, se puede requerir enfriamiento, ya sea a través del aire forzado o el agua, para mantener una temperatura de funcionamiento aceptable tanto para el motor como para la estructura de montaje. Algunos fabricantes usan epoxies con altas capacidades de disipación de calor, pero es importante verificar la disipación térmica del motor y el efecto que la temperatura tendrá en la fuerza disponible del motor.

Más industrias y aplicaciones exigen largos longitudes de viaje, altas velocidades y una alta precisión de posicionamiento. Si bien muchos tipos de sistemas lineales pueden cumplir con dos de estos tres criterios, los motores lineales son la única tecnología que puede proporcionar los tres sin compromiso. A medida que el rendimiento y el costo total de la propiedad se convierten en factores decisivos en la selección de tecnología, los diseñadores y los OEM se están familiarizando con las tecnologías de motor lineal y ayudándoles de pasar del "nicho" al estado convencional, junto con los cinturones, el estante y los pi, e incluso los tornillos de pelota.