Resumen técnico

El movimiento lineal es un área del control de movimiento que abarca varias tecnologías, entre ellas motores lineales, actuadores lineales y guías y cojinetes de rodamientos lineales.

Motores lineales: una opción precisa

Los motores lineales tradicionales son básicamente un motor rotativo de imanes permanentes extendido y dispuesto horizontalmente. Es como si el estátor y el rotor se hubieran cortado radialmente y luego desenrollado para proporcionar un empuje lineal. Al energizar la parte estacionaria del motor, se induce el movimiento en la parte móvil, que contiene algún tipo de material conductor.

Entre las ventajas de los motores lineales se incluyen altas velocidades y tiempos de respuesta rápidos, alta precisión y rigidez, y, al no tener componentes de transmisión mecánica, la eliminación del juego.

Como desventaja, los motores lineales pueden ser más caros que otras soluciones tradicionales. Además, requieren una mejor respuesta de los controladores, como un mayor ancho de banda y frecuencias de actualización más altas. Por lo general, los motores lineales tampoco pueden generar tanta fuerza como otras soluciones, como los husillos de bolas. Otro problema puede ser el calentamiento debido a las pérdidas I²R, lo que puede requerir consideraciones especiales de refrigeración.

Elegir el mejor motor lineal para una aplicación implica una serie de factores, entre los que se incluyen consideraciones de fuerza y ​​térmicas, cargas en los cojinetes y consideraciones de espacio y holgura.

Los primeros motores lineales eran cilíndricos. En estos motores, el actuador, de construcción cilíndrica, se desplaza verticalmente sobre una barra cilíndrica que aloja los imanes. Los motores lineales de canal en U cuentan con dos pistas magnéticas paralelas enfrentadas, con el actuador entre ellas. Este se apoya en la pista magnética mediante un sistema de cojinetes. Por último, existen los motores lineales planos, que pueden ser de tres tipos: sin ranuras y sin núcleo de hierro, sin ranuras y con núcleo de hierro, y con ranuras y núcleo de hierro.

Actuadores lineales: configuraciones integradas con componentes de movimiento tradicionales

Los actuadores lineales producen esencialmente movimiento lineal. En ocasiones, la fuente principal de movimiento es no lineal o rotativa, como un motor. En este caso, otros medios mecánicos, como correas, poleas, cadenas u otros componentes, convierten el movimiento rotativo en lineal. Otros tipos de actuadores lineales producen movimiento lineal por sí mismos, por ejemplo, mediante presión de fluidos (hidráulica o neumática). Entre los actuadores lineales más comunes se encuentran los mecánicos, electromecánicos, hidráulicos, neumáticos y piezoeléctricos.

Un actuador lineal de fuente rotativa utiliza normalmente un motor eléctrico para proporcionarle la energía de entrada. Este actuador puede utilizar un tornillo sin fin para convertir el movimiento rotatorio del motor en un movimiento rectilíneo.

La mejor opción para la aplicación depende de factores como la potencia requerida, el tamaño y los requisitos de energía. Hay varios factores importantes a considerar al elegir un actuador lineal. Primero, se debe determinar la carrera o longitud de movimiento necesaria. Luego, ¿cuánta fuerza se requiere del actuador? Es decir, ¿cuál es el peso del objeto que el actuador deberá mover? ¿Cómo se montará el actuador: horizontal o verticalmente?

Los actuadores lineales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones industriales, como equipos de manipulación de materiales y robótica, así como en aplicaciones de consumo cotidianas, como electrodomésticos y equipos informáticos, como cabezales de impresora y escáneres.

Guías de rodillos de movimiento lineal: para una mayor flexibilidad en el diseño de los fabricantes de equipos originales (OEM).

Las guías lineales de rodillos no son actuadores en sí mismas, sino el componente mecánico que guía un movimiento lineal, que puede ser un riel o un eje conectado a algún tipo de dispositivo de accionamiento. Las guías de rodillos para aplicaciones de movimiento lineal ayudan a reducir la fricción en las máquinas. Se utilizan en diversos campos, desde dispositivos avanzados para la fabricación de semiconductores hasta grandes máquinas herramienta o equipos de construcción.

Las guías lineales de rodillos se presentan en diferentes formas, incluyendo guías lineales y sistemas de guiado por rieles con guías lineales de rodillos, y sistemas de guiado de ejes basados ​​en estrías de bolas.

Para elegir una guía lineal de rodillos, es importante considerar la carga, la carga estática, la carrera y la velocidad, así como la precisión y exactitud deseadas. Dependiendo de los requisitos de la aplicación, puede ser necesario realizar una precarga. La lubricación es otro aspecto fundamental, al igual que cualquier método para minimizar la contaminación del sistema de guía lineal por factores ambientales como el polvo y otros contaminantes, mediante fuelles o juntas especiales.