La automatización de máquinas es una parte fundamental de la automatización industrial. Se ocupa de los procesos que implican actividades de producción reales de forma rápida y precisa, como las máquinas llenadoras de botellas, las máquinas de envasado, las etiquetadoras, etc. Los procesos que se ocupan del recuento real de los 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 permite la producción precisa de los resultados deseados. El control de movimiento se divide principalmente en dos categorías: lineal y rotativo.

¿Qué es el movimiento lineal?

Como su nombre indica, el movimiento lineal es una actividad en la que una pieza mecánica se desplaza en línea recta. Por ejemplo, pensemos en una máquina cortadora. Supongamos que en su fábrica produce pasteles de chocolate. En una línea de producción, se desea cortar los pasteles regularmente para obtener porciones más pequeñas. Una cortadora se controla continuamente para cortar en dirección vertical. Esto es un ejemplo de movimiento lineal.

Otros usos comunes incluyen motores lineales, guías, rodamientos y actuadores. Analicemos los distintos tipos de productos que se utilizan en el movimiento lineal para comprender mejor este concepto.

Dispositivos de movimiento lineal

Un actuador es un dispositivo neumático que, al recibir electricidad, utiliza la entrada de aire para impulsarse y realizar la tarea. Al interrumpirse el suministro eléctrico, corta la entrada 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 indica, se mueve en línea recta y realiza la acción requerida al activarse. Al moverse en línea recta, es importante considerar el movimiento en los ejes X e Y. El actuador puede moverse tanto en el eje X como en el eje Y. Por lo tanto, al diseñar y utilizar un actuador lineal, es necesario tener en cuenta este factor. Además de estos dos ejes, el actuador lineal también puede moverse en el eje 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 con husillos mecánicos mediante rodamientos de bolas recirculantes. El husillo se mueve continuamente por recirculación, lo que le permite girar en línea recta de forma rápida y eficiente.

Todo el conjunto se desplaza sobre un eje roscado y convierte el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Proporciona un par elevado y funciona con baja fricción. Esto reduce su tiempo de inactividad y también 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 de la misma manera que un sistema de cinta transportadora, mediante una correa dentada conectada entre dos poleas circulares.

Cuando se observa una cinta transportadora moviéndose linealmente entre dos posiciones, esta tecnología funciona de forma similar en un actuador de transmisión por correa. El actuador está alojado en una carcasa de aluminio, sobre la cual se desplaza el carro de carga a lo largo de raíles.

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

Fuerza

Como se mencionó anteriormente, el movimiento lineal puede darse en un solo eje o en varios. El objeto puede transportar 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 llegar al destino, la fuerza juega un papel fundamental. Además, la fuerza permite 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 inútil. Por lo tanto, la velocidad, combinada con la fuerza, determina la potencia necesaria para el funcionamiento del dispositivo. Si bien puede soportar un peso considerable, su funcionamiento lento perjudicará 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 poder reducir la velocidad rápidamente sin tirones ni pérdidas por fricción. Lo mismo se aplica al tiempo de aceleración.

Básicamente, hay que asegurarse de que el dispositivo no funcione mal con ningún tiempo configurado (aunque cada máquina tiene su limitación en el tiempo configurado, al menos debe funcionar correctamente dentro del 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 conjunto 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 consigue un mayor alcance del producto final y se puede considerar ampliamente 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, este también tiene una vida útil que depende de su durabilidad y resistencia. La cantidad de veces al día o al año que se puede accionar la máquina sin problemas determina su ciclo de trabajo. Básicamente, es la frecuencia de operación de una máquina.