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

Motores lineales: una opción precisa

Los motores lineales tradicionales son básicamente un motor rotativo de imán permanente desplegado y colocado en posición horizontal. Es como si el estator y el rotor se cortaran a lo largo de un plano radial y luego se desenrollaran para que pudieran proporcionar un empuje lineal. Cuando se energiza la parte estacionaria del motor, provoca movimiento en la parte móvil que contiene algún tipo de material conductor.

Los beneficios del motor lineal incluyen altas velocidades y tiempos de respuesta rápidos, alta precisión y rigidez y, debido a que no hay componentes de transmisión mecánica, la eliminación del juego.

La desventaja es que los motores lineales pueden ser más caros que otras soluciones tradicionales. También exigen una mejor respuesta de los controladores, como un mayor ancho de banda y mayores tasas de actualización. Los motores lineales tampoco suelen producir tanta fuerza como otros tipos de soluciones, como los husillos de bolas. Otro problema puede ser el calentamiento debido a las pérdidas I2R, que pueden requerir consideraciones especiales de enfriamiento.

La elección del mejor motor lineal para una aplicación implica una serie de factores que incluyen consideraciones térmicas y de fuerza, cargas sobre los cojinetes y consideraciones de espacio y holgura.

Los primeros motores lineales eran cilíndricos. En estos motores, el fuerza es de construcción cilíndrica y se mueve hacia arriba y hacia abajo por una barra cilíndrica que alberga los imanes. Los tipos de motores lineales de canal en U tienen dos pistas magnéticas paralelas enfrentadas con la fuerza entre las placas. El empujador se apoya en la pista magnética mediante un sistema de rodamientos. Por último, existen motores lineales de tipo plano, que pueden ser de tres tipos diferentes: sin ranura, sin ranura y con ranura.

Actuadores lineales: configuraciones integradas con componentes de movimiento tradicionales

Los actuadores lineales esencialmente producen movimiento lineal. A veces, la fuente principal de movimiento es no lineal o giratoria, como un motor. En este caso, algunos otros medios mecánicos, como correas, poleas, cadenas u otros componentes mecánicos, convierten el movimiento giratorio en movimiento lineal. Otros tipos de actuadores lineales producen movimiento lineal por sí solos, como a través de la presión de un fluido (hidráulico o de aire). Los actuadores lineales comunes incluyen mecánicos, electromecánicos, hidráulicos, neumáticos y piezoeléctricos.

Un actuador lineal de fuente rotativa normalmente utiliza un motor eléctrico para proporcionar su energía de entrada. Este actuador puede utilizar un tornillo de avance para convertir el movimiento de rotación 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. Lo primero es determinar el recorrido o la duración del movimiento requerido. A continuación, ¿cuánta fuerza se requiere del actuador? Es decir, ¿cuál es el peso del objeto que el actuador necesitará 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 impresoras y escáneres.

Guías rodantes de movimiento lineal: para flexibilidad de diseño OEM

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

Las guías de rodamiento lineal vienen en diferentes formas, incluidas vías lineales y vías de rodillos lineales, sistemas de guía de rieles y sistemas de guía de eje con ranuras de bolas.

Las consideraciones importantes para elegir una guía rodante de movimiento lineal incluyen la carga, la carga estática, la carrera y la velocidad, así como la precisión y exactitud deseadas. También puede ser necesaria una precarga según los requisitos de la aplicación. La lubricación es otra consideración importante, al igual que cualquier método para minimizar la contaminación del sistema de guía lineal por factores ambientales como polvo y otros contaminantes utilizando fuelles o sellos especiales.