Integración de tornillo de motor externo, Integración de tornillo de motor no cautivo e Integración de tornillo de motor cautivo

Los conjuntos de husillos de bolas y de avance suelen ser accionados por un motor conectado en línea con el eje del husillo mediante un acoplamiento. Si bien esta disposición de montaje es simple y fácil de mantener, la adición de un componente mecánico no rígido (el acoplamiento) puede introducir cuerda, contragolpe e histéresis, todo lo cual afecta la precisión y repetibilidad del posicionamiento. El acoplamiento también añade longitud, reduce la rigidez y aumenta la inercia del sistema. Una forma de eliminar estos posibles problemas es eliminar el acoplamiento externo e integrar el tornillo directamente en el motor.

Los conjuntos integrados de motor y tornillo están disponibles en varias configuraciones y diseños. El motor puede ser de tipo servo o paso a paso, y el tornillo puede ser un husillo de bolas o un husillo de avance, aunque las configuraciones más comunes combinan un husillo de avance con un motor paso a paso o un husillo de bolas con un servomotor.

Integración motor-tornillo externo

Uno de los diseños integrados más populares utiliza un motor con un eje hueco e integra el tornillo de avance directamente en el motor. El tornillo se mecaniza de modo que un extremo se acopla al orificio hueco del motor, y el extremo mecanizado se fija permanentemente al orificio del motor mediante soldadura o un adhesivo, o se asegura con un sujetador. Conectar el eje del tornillo al orificio del motor mediante un sujetador permite desmontar los componentes para su mantenimiento y hace posible reemplazar cualquiera de los componentes (en lugar de reemplazar todo el conjunto), pero este método también puede experimentar pérdida de alineación y rigidez con el tiempo.

Independientemente del método que se utilice para conectar el eje del tornillo al motor, este método de integración del tornillo del motor generalmente se denomina diseño "externo" porque la bola o la tuerca del tornillo de avance permanece externa al motor. Al igual que una configuración tradicional de motor de tornillo, la rotación del motor hace que el tornillo gire, lo que hace avanzar la tuerca (y la carga) a lo largo del eje del tornillo.

Aunque las aplicaciones con carreras cortas y cargas ligeras a veces pueden funcionar sin soporte adicional para el tornillo (esencialmente una disposición fija libre) o sin guías lineales, la mayoría de las aplicaciones requerirán soporte para el extremo opuesto del tornillo y el uso de guías lineales para evitar cargas radiales sobre el tornillo.

Integración de tornillo de motor no cautivo

En el método de integración no cautivo, la tuerca del husillo de bolas o de avance está integrada en el motor (o montada en la cara del motor) y no se desplaza a lo largo del husillo. En cambio, se impide que el tornillo gire (generalmente debido a la carga adjunta) y cuando el motor y la tuerca giran, el tornillo se desplaza linealmente, hacia adelante y hacia atrás "a través" de la combinación motor-tuerca. En esta configuración, el diseño no cautivo proporciona una mejor relación entre carrera y longitud total, siempre que el diseño deje espacio para que el tornillo se extienda más allá de la parte posterior del motor.

Alternativamente, si el tornillo se fija de manera que no se desplace, el conjunto se convierte esencialmente en un diseño de tuerca accionada, donde la rotación del motor hace que el conjunto motor-tuerca se desplace hacia adelante y hacia atrás a lo largo del tornillo estacionario. Al igual que un conjunto de tuerca accionada convencional, esta configuración permite velocidades de desplazamiento más altas, porque se elimina casi por completo el latigazo del tornillo. También permite montar múltiples combinaciones de motor y tuerca en el mismo eje de tornillo y accionarlas de forma independiente.

Integración cautiva del tornillo del motor

Una variación de la combinación motor-tornillo anterior es el diseño cautivo. Al igual que el diseño no cautivo, la tuerca está integrada directamente en el motor, pero un eje estriado está unido al tornillo, lo que evita que el tornillo gire y cree un movimiento lineal cuando el motor gira.

En este diseño, el tornillo se extiende y se retrae desde un extremo del conjunto y no está soportado. El diseño cautivo es esencialmente una versión más compacta del actuador estilo varilla de empuje, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones de empuje o presión donde la carga es guiada y no hay fuerza radial sobre el tornillo.