Los sistemas de anillos y rieles basados ​​en ruedas guía son más compactos y ofrecen una mejor precisión de posicionamiento y más opciones para posiciones de transporte de carga que los sistemas transportadores alternativos para aplicaciones curvilíneas.

En el esfuerzo continuo por reducir los costos de producción, una tendencia en las plantas de fabricación es agrupar las estaciones de trabajo lo más cerca posible para minimizar el movimiento de materiales y ahorrar valioso espacio. Esto implica que los materiales deben moverse a lo largo de trayectorias curvilíneas cada vez más complejas. La mayoría de los sistemas de guía y actuador disponibles en el mercado son de diseño lineal y no pueden gestionar fácilmente trayectorias no lineales. Sin embargo, existen sistemas de guía y actuador curvilíneos, como los sistemas de anillos y rieles basados ​​en ruedas guía, para estas situaciones.

Sistemas de anillos y vías
En el corazón de los sistemas de guía con anillos y rieles se encuentran las ruedas guía con rodamientos de ranura en V y las guías con borde en V. Las ruedas y las guías cuentan con superficies de rodadura complementarias con perfil en V, lo que permite que los carros equipados con ruedas guía se desplacen suavemente a lo largo de las guías, a la vez que resisten el movimiento lateral o rotatorio, incluso bajo cargas elevadas. Los carros pueden seguir trayectorias rectas o circulares mediante el uso de segmentos de guía rectos y anulares, o trayectorias complejas y curvilíneas mediante una combinación de segmentos de guía rectos y anulares. En aplicaciones de movimiento rotatorio, es posible montar las ruedas estáticamente y que las guías anulares giren respecto a ellas. Algunos sistemas de guía curvilíneos también pueden convertirse en sistemas accionados mediante la adición de componentes como varillajes de carro, elementos de accionamiento y motores.

Las guías de anillo y las guías rectas están disponibles en diversos tamaños de perfil para adaptarse a ruedas de diversos tamaños y capacidades de carga. Las guías rectas también están disponibles en diferentes longitudes y las guías de anillo están disponibles con diversos radios de curvatura y amplitudes angulares. Algunas guías de anillo están disponibles con centros huecos o sólidos, también llamados discos de anillo. Otras opciones de guía pueden incluir diferentes configuraciones en V y cremalleras integradas para accionamiento mediante piñones.

Los diseños de sistemas de anillos y rieles basados ​​en ruedas guía los convierten en una de las opciones más resistentes a la contaminación y la corrosión disponibles. Las ruedas guía suelen contener suficiente lubricación para su vida útil prevista y cuentan con sellos permanentes para minimizar la pérdida de lubricación y la entrada de residuos. Los componentes del sistema tienen formas sencillas que evitan la acumulación de residuos y muchos están fabricados en acero inoxidable para una mayor resistencia a la corrosión.

Soluciones curvilíneas tradicionales
Las formas tradicionales de adaptar diseños curvilíneos de guías y actuadores incluyen sistemas transportadores y coronas de giro. Un sistema transportador de banda es el tipo más sencillo y suele contener correas anchas enrolladas alrededor de rodillos cilíndricos en un bastidor. Los motores giran los rodillos, lo que hace que las correas transporten la carga útil que descansa sobre ellos. Si bien los sistemas transportadores de banda más sencillos solo pueden mover cargas útiles en línea recta, se pueden crear trayectorias curvilíneas montando varios transportadores rectos en serie con ángulos descentrados a lo largo de la trayectoria deseada, o utilizando correas con segmentos pivotantes interconectados, como las cintas transportadoras de equipaje en los aeropuertos.

Un sistema transportador de rodillos es similar a uno de banda, salvo que la banda ancha se sustituye por una serie de rodillos con poca separación, montados en un sistema de bastidor, configurados para seguir una trayectoria curvilínea específica. Los sistemas transportadores de rodillos pueden accionarse mediante motores acoplados directamente a los rodillos o mediante correas de transmisión intermedias, o bien sin motor, con la carga útil movida por gravedad o manualmente.

Los sistemas de carros suspendidos consisten en sistemas de vías de trayectoria curvilínea montados a gran altura sobre el suelo, con carros con ruedas que suspenden su carga útil. Los carros de los sistemas de carros suspendidos pueden moverse manualmente o ser arrastrados por cadenas motorizadas que recorren la vía. Las coronas de orientación (también llamadas rodamientos de plataforma giratoria) son esencialmente rodamientos de gran tamaño para máquinas que utilizan grandes cantidades de pequeños elementos rodantes. Esto les permite mantener altas capacidades de carga, a la vez que proporcionan diámetros interiores de gran tamaño y pistas de perfil delgado. Las coronas de orientación pueden tener cremalleras mecanizadas en sus pistas para accionamiento directo.

Comparación entre sistemas de anillos y rieles
Los sistemas de anillos y rieles con ruedas guía ofrecen mayor precisión y exactitud de posicionamiento que los sistemas transportadores, una diferencia importante en aplicaciones donde la carga es frágil o debe mantenerse rígida y posicionada con precisión para su procesamiento mientras se desplaza por el sistema. Las ruedas de los sistemas de anillos y rieles con ruedas guía están diseñadas para precargarse firmemente contra la corredera, lo que impide que el carro se desplace en cualquier dirección que no sea la prevista.

Este nivel de precisión de posicionamiento generalmente no es posible en sistemas transportadores, donde la carga útil está limitada principalmente a los elementos móviles por la gravedad. Los sistemas transportadores de banda y rodillos no ofrecen restricción horizontal y pueden requerir rieles de guía laterales para evitar que la carga útil se desprenda de los elementos móviles. La carga útil puede estar sujeta a vibraciones continuas debido a su constante transferencia de un rodillo o bucle de banda a otro, y puede enredarse con los componentes del sistema transportador si tienen formas incompatibles, lo que provoca caudales irregulares, colisiones y atascos. Los carros de los sistemas de carros suspendidos solo tienen la restricción horizontal suficiente para evitar que se salgan de la vía y generalmente utilizan enlaces no rígidos, como cadenas o ganchos, para transportar la carga útil, lo que les permite oscilar libremente y posiblemente chocar con otros objetos.

La dependencia de la gravedad en los sistemas transportadores para restringir la carga útil también limita las posibles posiciones donde se puede transportar y su capacidad para moverla verticalmente. Los sistemas de transportadores de banda y rodillos deben transportar la carga directamente sobre sus elementos móviles y no pueden transportarla hacia arriba o hacia abajo en pendientes pronunciadas. Los carros de los sistemas de carros suspendidos deben tener la carga colgando directamente debajo para mayor estabilidad y no pueden moverse hacia arriba o hacia abajo en secciones empinadas, ya que la carga suspendida puede entrar en contacto con la vía o con la carga de carros adyacentes. Sin embargo, en un sistema de anillo y vía basado en ruedas guía, la carga útil puede montarse de forma segura en cualquier posición con respecto al carro. La carga útil también puede transportarse en cualquier dirección, independientemente de la gravedad, ya que las ruedas del carro están firmemente sujetas a las guías y solo permiten el movimiento a lo largo de la trayectoria designada.

Los sistemas de anillos y rieles con ruedas guía requieren menos espacio, estructura de soporte y mantenimiento que otros sistemas transportadores. Con los accesorios de montaje adecuados, los carros pueden transportar cargas mucho más anchas que ellos mismos. Esto permite que estos sistemas y su estructura de soporte sean más compactos que los sistemas transportadores de banda y rodillos, cuyos elementos rodantes deben ser más anchos que su carga útil prevista. Los carros suspendidos pueden transportar cargas relativamente anchas, pero requieren estructuras de soporte robustas y de gran tamaño, ya que sus sistemas de rieles deben elevarse lo suficiente para que la carga suspendida sea accesible y libre de obstáculos a nivel del suelo. El tamaño relativamente grande de las estructuras de soporte para sistemas transportadores también los hace más difíciles y costosos de ensamblar y reconfigurar. Los sistemas transportadores también son más difíciles de mantener limpios que los sistemas de anillos y rieles con ruedas guía, ya que sus componentes son más grandes, más numerosos y tienen formas complejas que atrapan residuos con mayor facilidad.

Las coronas giratorias son más adecuadas que los sistemas transportadores para aplicaciones que requieren únicamente movimiento circular, ya que son más compactas, ligeras y están disponibles en unidades individuales completamente ensambladas, lo que facilita su integración en una aplicación. Además, ofrecen mayor precisión y suavidad, y pueden incorporar carga útil, como los sistemas con ruedas guía; sin embargo, presentan algunas desventajas en comparación con estos últimos.

Si bien los sistemas rotativos de orugas con ruedas guía y las coronas de orientación ofrecen una facilidad de montaje similar, el mantenimiento de las primeras es más sencillo gracias a la intercambiabilidad de sus componentes. Las coronas de orientación suelen ensamblarse completamente en fábrica debido al preciso ensamblaje y mecanizado que requieren para un funcionamiento suave y preciso. Generalmente, es necesario reemplazar la corona completa si falla incluso un solo componente, lo que dificulta su mantenimiento en campo. Dado que las coronas de orientación a veces son la estructura de montaje principal de los componentes de la aplicación, su reemplazo también puede requerir el reensamblaje de todos sus componentes.

En los sistemas rotativos con ruedas guía, solo es necesario reemplazar los componentes dañados, ya que su diseño de ajuste común permite ensamblar y utilizar componentes individuales en cualquier sistema compatible, no solo una unidad específica con un ajuste adecuado y coordinado, como las coronas de orientación. En algunas aplicaciones, también es posible reemplazar componentes dañados en sistemas de orugas con ruedas guía sin desmontar ningún otro componente.

Las coronas de orientación pueden ofrecer mayor rigidez y suavidad que los sistemas transportadores, pero generalmente no están precargadas. Precargar los elementos rodantes para lograr una mayor rigidez y suavidad es común en rodamientos de máquinas pequeñas, pero poco común en coronas de orientación, ya que los componentes grandes son más difíciles de mecanizar con precisión y su forma y ajuste se ven más afectados por factores externos. Pequeños defectos de fabricación, deformaciones de componentes debido a cargas externas o superficies de montaje irregulares, o dilataciones térmicas irregulares debido a grandes variaciones de temperatura entre componentes, son más propensos a afectar la precarga en rodamientos más grandes, como las coronas de orientación.

Los cambios de precarga pueden generar holgura interna en los componentes, lo que reduce la rigidez del sistema, o una alta interferencia que dificulta la rotación y daña los componentes. El nivel de precarga de una corona de orientación depende de las dimensiones internas de los componentes y no se puede ajustar después del montaje. Factores externos como superficies de montaje irregulares y la expansión térmica también pueden modificar la precarga en sistemas rotativos con ruedas guía. Sin embargo, estos problemas son menores, ya que la precarga se establece durante el montaje en una aplicación y se puede ajustar fácilmente posteriormente.

Las guías de anillo con ruedas guía ofrecen una ventaja de tamaño significativa sobre las coronas de giro en aplicaciones que requieren un recorrido inferior a 360°. Las coronas de giro deben ser completamente circulares para proporcionar circuitos de recorrido completos para sus elementos rodantes, incluso si la aplicación requiere un recorrido muy inferior a 360°. En sistemas rotativos con ruedas guía, la longitud del arco del segmento de la guía de anillo solo debe ser suficiente para soportar todas las ruedas guía (que pueden ser tan solo tres) a lo largo de todo el arco de recorrido.

Diseñar sistemas de guía o actuadores curvilíneos puede ser más difícil que diseñar sistemas lineales. Sin embargo, la instalación de estos sistemas puede mejorar la simplicidad y eficiencia del transporte y manejo de cargas útiles. Los sistemas de anillos y rieles basados ​​en ruedas guía pueden simplificar el proceso de diseño y superar a otros tipos de sistemas de guía y actuadores no lineales.