Robot cartesiano para el sistema de pórtico

Las etapas y tablas de posicionamiento se utilizan en los sistemas de control de movimiento para mantener presionada una pieza de trabajo y/o colocarla para alguna operación. Las etapas o tablas, ya sean lineales o giratorias, a menudo son subsistemas de movimiento completos. Es decir, son sistemas de movimiento en sí mismos compuestos por un sistema de componentes de control de movimiento, como componentes de movimiento lineal, motores o actuadores, codificadores, sensores y controladores. Por ejemplo, las etapas de posicionamiento son conjuntos de movimiento típicamente lineales formados por guías lineales o carruajes y algún tipo de mecanismo de accionamiento.

Las etapas y las tablas se utilizan en una variedad de aplicaciones de alto rendimiento, como robots industriales, fibra óptica y fotónica, sistemas de visión, máquinas herramientas, ensamblaje, equipos de semiconductores, mecanizado con láser de componentes médicos, micromachinados, fabricación electrónica y otras aplicaciones de automatización industrial.

Las etapas pueden proporcionar uno de varios tipos de movimiento diferentes. Pueden ser lineales, rotativos o incluso tipos de elevación (etapas de posicionamiento del eje z). Entre estos, se pueden configurar de muchas maneras diferentes, incluido el movimiento en una dirección (o eje) solamente, en múltiples direcciones (posicionamiento XY), o para movimientos extremadamente pequeños y precisos, como en las aplicaciones de nanoposición donde los movimientos están en la gama micro o nanómetro.

Los mecanismos de accionamiento para las etapas y tablas de posicionamiento también pueden variar significativamente, dependiendo de una serie de factores, incluidos los costos y la precisión deseada. Por ejemplo, las etapas pueden ser tipos de tracción directa impulsadas por servomotores lineales o por una combinación de motores y engranajes y acoplamientos, actuador lineal o giratorio impulsado (ya sea usando actuadores eléctricos, o incluso actuación neumática o hidráulica). Otros métodos pueden incluir sistemas de correa y polea, tornillos de bolas o tornillos de plomo.

Los requisitos de precisión y precisión también pueden dictar decisiones de diseño, como los componentes utilizados para ensamblar una etapa de posicionamiento. Un tipo de componente utilizado en etapas donde se desean confiabilidad y alta precisión son los rodamientos de aire. Los rodamientos de aire admiten una carga con una película delgada de aire presurizado entre los elementos fijos y móviles. Por lo general, se les conoce como rodamientos aerostáticos, porque una fuente de presión en lugar de movimiento relativo proporciona la película de aire.

A diferencia de los rodamientos ordinarios, las superficies de un rodamiento de aire no hacen contacto mecánico, por lo que estos sistemas no necesitan ser lubricados. Debido a que las superficies no se usan, los sistemas no generan partículas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de sala limpia. Cuando se suministra con aire limpio y filtrado, los rodamientos pueden funcionar sin falla durante muchos años.

Algunos parámetros importantes para seleccionar la etapa de posicionamiento adecuada incluyen cosas como la resolución necesaria de la aplicación (o el incremento más pequeño para mover o medir), la repetibilidad y precisión necesarias, y otros parámetros mecánicos, como reacción y histéresis.