Seguir algunas pautas simples para diseñar sistemas de movimiento lineal puede mejorar el rendimiento del sistema y la vida del actuador.

Muchas máquinas automatizadas se basan en componentes de guía lineal, como el riel perfilado, el riel redondo u otras estructuras de rodamiento de rodamientos o de rodamiento, para guiar y apoyar los elementos móviles del equipo. Además, muchas veces estos elementos móviles son impulsados ​​por algún tipo de dispositivo de actuador lineal.

Uno de los problemas más comunes en los sistemas lineales de cualquier tipo es la desalineación. La desalineación puede conducir a una serie de problemas como resultados de movimiento lineal inconsistentes, vida útil acortada del sistema de rodamiento lineal, desgaste prematuro o falla del sistema de actuador y movimiento errático como la variación de velocidad o bambolear.

Sin embargo, hay algunas formas comunes de mejorar el rendimiento general del sistema al optimizar la alineación de la guía lineal y el actuador.

Actuadores y guías

Si bien hay varias formas de impartir el movimiento a un miembro guiado de la máquina, algunas de las más comunes se dividen en dos categorías. El primero son los actuadores estilo Rod. Los actuadores estilo varilla pueden ser alimentados con fluidos, como hidráulico o neumático, o eléctrico, como tornillos de plomo o tornillos de bola.

El segundo son los actuadores sin barra. Estos también pueden ser alimentados con líquido o eléctricos a través de un tornillo de plomo, un tornillo de bola, una correa o un motor lineal. Ambos estilos de actuadores encuentran la aplicación en sistemas guiados. Sin embargo, cada uno tiene diferencias sutiles en cómo se emplea mejor para maximizar el rendimiento y la vida del sistema.

Los elementos de guía mismos, ya sean riel perfilado, riel redondo u otros sistemas de rodamiento o deslizamiento, deben ser de tamaño y seleccionado adecuadamente durante la fase de diseño e instalarse siguiendo las recomendaciones del fabricante, prestando especial atención al proceso de alineación. Hacerlo asegura que el rendimiento del sistema de guía seleccionado se maximice para la aplicación particular.

Importancia de los miembros del cumplimiento

Los actuadores estilo varilla, caracterizados por la varilla del pistón o la varilla del actuador que se extiende y se retraen con cada ciclo, generalmente ofrecen una serie de opciones de montaje. Las opciones de montaje, como los agujeros perforados y tocados en el dispositivo, los pies de montaje, las juntas de varillas esféricas, los acopladores de alineación, los harines o las truniones son comúnmente ofrecidos por la mayoría de los proveedores de actuadores estilo varilla. Cuando se emplee con un mecanismo guiado, asegúrese de que cada subsistema, actuador y ensamblaje guía sea capaz de un movimiento sin obstáculos y sin problemas. Los sistemas que intentan acoplar rígidamente el elemento de transmisión al elemento conducido pueden exhibir un rendimiento inconsistente ya que estos dos elementos intentan moverse en planos separados con uno o ambos subsistemas cargados más allá de su capacidad.

Un actuador estilo barra en dicho sistema se emplea mejor con algún miembro de cumplimiento entre el miembro de la unidad (actuador) y el conducido (sistema de guía). Por ejemplo, un extremo de la barra esférica montada en la varilla del actuador permite que el punto de montaje girte alrededor de la junta esférica. Este tipo de conexión en la guía se usa mejor junto con un trunion o horario en el extremo opuesto del actuador donde se adhiere al elemento del marco de maquinaria. Tal esquema de montaje permite el cumplimiento en la conexión sin agregar estrés indebido a la unidad (actuador) o al impulsado (sistema de guía).

Los actuadores de estilo sin barra, caracterizados por su accidente cerebrovascular contenido dentro de su longitud total, también pueden contener un sistema guía integrado en el actuador. Los actuadores sin barra, cuando se usan junto con un sistema de guía separado, también deberán incluir un miembro compatible en la conexión entre la unidad y los miembros impulsados. La mayoría de los proveedores de actuadores ofrecen una variedad de monturas destinadas a este tipo de instalación, como soportes flotantes.

Los actuadores sin barra que incluyen un sistema de guía pueden realizar la tarea de guiar y soportar el equipo mientras toman el lugar de un sistema de guía separado. Esta característica puede ser particularmente útil y muchas veces ahorra el tiempo y el dinero del constructor de maquinaria en el proceso. Los actuadores sin barra con guías integrales se pueden integrar en la maquinaria en combinaciones para satisfacer una amplia variedad de necesidades de movimiento. Las configuraciones de múltiples eje como XY o XYZ junto con configuraciones de pórtico son posibles con el tamaño adecuado. En la instalación de actuadores sin barra con guías integrales, la alineación es igualmente importante.

Paralelismo y perpendicularidad de elementos unidos

Un actuador sin barra con una guía integral utilizada en una configuración de un solo eje solo necesita cumplir con las expectativas de posicionamiento. El proceso de alineación es sencillo ya que el actuador funciona singularmente que su carga en posición sin ninguna guía externa. Ejemplos de este tipo de configuración incluyen punto de trabajo a punto de trabajo o alineación a accesorio en el equipo.

La alineación de los actuadores sin barra en las configuraciones de múltiples eje se vuelve más desafiante, ya que múltiples actuadores necesitan trabajar juntos. Entonces, al montar estos actuadores, el paralelismo y la perpendicularidad de todos los dispositivos unidos deben considerarse para un rendimiento óptimo y la vida útil máxima.

Paralelismo de elementos unidos

Hay tres variables que pueden afectar el paralelismo al montar actuadores lineales. Hacer y responder estas preguntas maximizará el paralelismo y el rendimiento del sistema.

1. ¿Están los actuadores montados con los carruajes a la misma altura? La desalineación en este avión pondrá un momento de flexión del eje MX desfavorable en el sistema de rodamientos de una o ambas unidades.

2. ¿Están los actuadores montados a una distancia constante entre sí de un extremo a otro? La desalineación en este plano aplicará una carga lateral desfavorable en el eje del año fiscal en el sistema de rodamiento y, si es grave, puede hacer que las unidades se unan.

3. ¿Están los actuadores montados entre sí? La desalineación angular aplicará un momento de flexión desfavorable en el eje en el sistema de rodamientos de ambas unidades.

Perpendicularidad de elementos unidos

Hay dos variables que afectan la perpendicularidad al montar actuadores lineales.

1. En un sistema XYZ, ¿está el eje Z montado perpendicular al eje y? La desalineación en este plano aplicará un momento de flexión desfavorable en el sistema de rodamiento del actuador del eje Y en cualquiera o todos los ejes posibles.

2. En un sistema de pórtico donde se requieren dos actuadores que se muevan simultáneamente en el eje X o Y, ¿se están moviendo simultáneamente? La desalineación o el rendimiento del servo inadecuado aplicarán un momento de flexión indeseable en el eje MZ al sistema de rodamiento.

Las tolerancias reales relacionadas con las recomendaciones de alineación y el montaje dependen del fabricante de actuadores específico, así como del tipo de rodamiento. Sin embargo, una regla general es considerar el tipo de sistema de rodamiento. Los tipos de rodamiento de alto rendimiento, como los sistemas de rieles de perfil, tienden a ser bastante rígidos y la alineación es más crítico. Los sistemas de rendimiento medio que usan rodillos o ruedas a menudo tienen autorizaciones que ofrecen algo de perdón en la alineación. Los sistemas de rodamiento o deslizamiento liso a menudo tienen una mayor distancia y pueden ser aún más indulgentes.

Al instalar sistemas de montaje lineal del actuador, hay una serie de herramientas de medición disponibles para ayudar a garantizar la alineación adecuada que van desde los medidores hasta los sistemas láser. Independientemente de las herramientas que se usen, siempre cree un eje como referencia para los planos XY y Z y monte los otros dispositivos con respecto al eje de referencia. Hacerlo ayudará a obtener el máximo rendimiento y la vida más larga de su sistema de actuadores.