La automatización de máquinas es una parte fundamental de la automatización industrial. Se ocupa de procesos que implican actividades de producción reales de forma rápida y precisa, como máquinas de llenado de botellas, máquinas de embalaje, máquinas de etiquetado, etc. Los procesos relacionados con el conteo real de productos se denominan procesos de automatización de máquinas.

El control de movimiento es, por lo tanto, una parte importante de la automatización de máquinas, ya que al controlar el movimiento, se controla directamente el desplazamiento continuo de las piezas mecánicas. El control de las piezas mecánicas da como resultado la producción precisa de los productos deseados. El control de movimiento se divide principalmente en dos categorías: lineal y rotativo.

¿Qué es el movimiento lineal?

Como su nombre lo indica, el movimiento lineal es una actividad en la que una pieza mecánica se mueve en línea recta. Por ejemplo, consideremos una máquina de corte. Supongamos que en su fábrica elaboran pasteles de chocolate. En una línea de producción, se desea cortar los pasteles regularmente para obtener porciones más pequeñas. Una máquina de corte se controlará continuamente para cortar en dirección vertical. Esto es movimiento lineal.

Otros usos comunes incluyen motores lineales, guías, rodamientos y actuadores. Veamos los distintos tipos de productos que se utilizan en el movimiento lineal, lo que le ayudará a comprender mejor el concepto.

Dispositivos de movimiento lineal

Un actuador es un dispositivo neumático que, al recibir energía eléctrica, utiliza el aire para impulsarse y realizar su función. Al interrumpirse la electricidad, corta el suministro de aire y regresa a su posición original. Esta es la definición más básica de un actuador.

Actuador lineal

Un actuador lineal, como su nombre lo indica, se mueve en línea recta y realiza la acción requerida al activarse. Para lograr este movimiento rectilíneo, es importante considerar el movimiento en los ejes XY. El actuador puede moverse tanto en la dirección X como en la dirección Y. Por lo tanto, al diseñar y utilizar un actuador lineal, es necesario tener en cuenta este factor. Además de estas dos direcciones, los actuadores lineales también pueden moverse en la dirección Z.

Al programar un actuador lineal, es fundamental saber si debe moverse en una sola dirección o en varias simultáneamente. Esto es importante para determinar la robustez mecánica, la fiabilidad y la precisión del actuador. Los actuadores lineales suelen desplazarse sobre un carro o riel, por lo que este aspecto también debe tenerse en cuenta según la aplicación.

Actuadores de husillo de bolas

Los actuadores de husillo de bolas funcionan mediante husillos mecánicos con rodamientos de bolas recirculantes. El husillo se mueve continuamente gracias a la recirculación, lo que le permite girar en línea recta de forma rápida y eficiente.

El conjunto se desplaza sobre un eje roscado y convierte el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Proporciona un alto par motor y funciona con baja fricción. Esto reduce el tiempo de inactividad y disipa menos calor durante su funcionamiento.

Actuadores de transmisión por correa

Los actuadores de transmisión por correa son otra innovación en la tecnología de movimiento lineal. Funcionan igual que un sistema de cinta transportadora, mediante una correa dentada conectada entre dos poleas circulares.

Cuando observas una cinta transportadora moviéndose linealmente entre dos posiciones, esta tecnología funciona de la misma manera en un actuador de correa. El actuador de correa está encerrado dentro de una carcasa de aluminio, con el carro de carga desplazándose sobre rieles en la parte superior.

Factores a considerar en el movimiento lineal: a continuación se analizan algunos de los factores importantes.

Fuerza

Como se mencionó anteriormente, el movimiento lineal puede realizarse en un solo eje o en varios. El objeto puede soportar una carga o moverse libremente para realizar otra tarea.

En cualquier caso, la fuerza es un factor crucial a la hora de elegir el dispositivo adecuado. Dependiendo del peso de la carga (si la hay) o de la velocidad necesaria para alcanzar el destino, la fuerza desempeña un papel fundamental. Además, la fuerza puede ayudar a determinar la fricción necesaria para realizar la tarea.

Velocidad

El tiempo juega un papel crucial en la automatización de máquinas. Si la producción es lenta, la máquina resulta inservible. Por lo tanto, la velocidad, combinada con la fuerza, determina la potencia necesaria para el funcionamiento del dispositivo. Si bien puede manejar una cantidad considerable de peso, su lentitud dificultará seriamente la producción.

Además, al considerar la velocidad, es necesario tener en cuenta dos tiempos: el de aceleración y el de desaceleración. Si se requiere una desaceleración rápida, el dispositivo debe ser capaz de reducir la velocidad rápidamente sin sacudidas ni pérdidas por fricción. Lo mismo se aplica al tiempo de aceleración.

Básicamente, hay que asegurarse de que el dispositivo no falle con ningún tiempo configurado (aunque cada máquina tiene sus limitaciones en cuanto al tiempo configurado, al menos debe funcionar correctamente dentro de su rango establecido).

Longitud de carrera

Al trabajar con actuadores lineales, es fundamental conocer su recorrido máximo. Cada tipo de dispositivo de movimiento lineal tiene su propio rango de longitudes de carrera. Cuanto mayor sea la longitud de carrera, mayor será la flexibilidad para manipular la máquina.

Esto se debe a que se obtiene un mayor alcance del producto final y se puede considerar la posibilidad de colocar la máquina a cierta distancia, de modo que se disponga de más espacio para colocar otras cosas.

Ciclo de trabajo

Cuando se opera un dispositivo de movimiento lineal de forma continua, su durabilidad y resistencia se ven limitadas. El ciclo de trabajo determina cuántas veces al día o al año se puede accionar la máquina sin problemas. Básicamente, se refiere a la frecuencia de operación de la máquina.