Acionamentos principais

Os acionamentos principais são predominantemente motores elétricos síncronos e assíncronos com controle em malha fechada. Suas aplicações incluem motores em kit ou encapsulados para uso em tornos, fresadoras e retificadoras, bem como em centros de usinagem. Os acionamentos de fuso tradicionais com motores encapsulados – em sua maioria refrigerados a ar – também são populares como acionamentos principais. Em comparação com os fusos de motor, eles são menos dispendiosos quando se consideram os custos secundários de ambos os sistemas. Por um lado, a interposição de caixas de engrenagens permite que a velocidade de rotação e o torque sejam ajustados à tarefa de usinagem. Por outro lado, as caixas de engrenagens causam forças radiais indesejáveis, ruído e maior desgaste.

Os acionamentos principais que utilizam motores em kit com eixo integrado tornaram-se tecnicamente sofisticados. Como as caixas de engrenagens e embreagens podem ser eliminadas, esses acionamentos possibilitam um movimento rotacional centrado sem sofrer com forças de cisalhamento. Eles se destacam pela suavidade de funcionamento a longo prazo e desgaste mínimo, sendo frequentemente utilizados em usinagem de alto desempenho. A geração de acionamentos com torques mais elevados ainda é bastante cara, pois exige a integração de uma engrenagem (planetária) ao eixo ou a seleção de um motor com maior potência. Para realizar manutenção preventiva e corretiva, sensores devem ser integrados ao eixo para monitorar e adquirir dados de medição. O resfriamento com óleo, ar ou glicol ainda é necessário.

Acionamentos de alimentação

Para acionamentos de alimentação, a escolha recai entre sistemas eletromecânicos ou hidráulicos. No caso dos acionamentos eletromecânicos, o servomotor elétrico com conjunto de fuso de esferas domina atualmente o mercado mundial. Ele converte o movimento rotacional em movimento linear. Nesse caso, os motores síncronos encapsulados são preferidos, pois precisam atender a requisitos elevados em termos de posicionamento, operação sincronizada e dinâmica; mais do que o acionamento principal.

Devido à sua elevada rigidez estática, este sistema de acionamento tradicional é adequado para diversas aplicações, mas está sujeito a desgaste. Dependendo das condições de instalação e dos níveis de torque necessários, o servomotor é conectado ao eixo diretamente ou, por exemplo, por meio de uma correia síncrona.

Os acionamentos devem oferecer resistência ao desgaste, além de alta rigidez e dinâmica. Essa combinação de características permite maior precisão e operação sem problemas a longo prazo do que a obtida com um conjunto de fuso de esferas comparável com sistema de medição de posição indireta.

O regime de carga do acionamento é um aspecto que limita seu uso. É claro que isso não significa que, ao processar grandes forças, os conjuntos de fusos de esferas e as soluções de acionamento hidráulico possam ser descartados. Elementos de suporte da máquina, como a tampa de proteção contra cavacos, com sua velocidade máxima de deslizamento permitida, e a guia do carro, com seu comportamento de amortecimento, também podem limitar a aplicação. Os benefícios dos acionamentos por motores lineares são contrabalançados pelos custos de investimento associados, o que até agora impediu uma popularização mundial dessa tecnologia de acionamento.

Os acionamentos hidráulicos de avanço são muito procurados quando seus benefícios têm um impacto significativo, como em espaços confinados, bem como em aplicações que exigem alta dinâmica e grandes forças de avanço. E, claro, o acionamento hidráulico de avanço precisa posicionar com precisão micrométrica. Aplicações práticas demonstram que o acionamento linear hidráulico funciona sem folgas, tem longa vida útil e tende a ser mais durável do que um acionamento comparável com conjunto de fuso de esferas. Com acionamentos elétricos de avanço, cada desempenho específico (torque e velocidade de rotação) precisa ser instalado. Um eixo hidráulico, no entanto, pode obter energia conforme a demanda de um acumulador de fluido hidráulico, reduzindo a potência de entrada instalada em até 80%.

Acionamentos auxiliares

Uma variedade de acionamentos atende às capacidades necessárias em uma aplicação de acionamento auxiliar. No espectro de funções de acionamento auxiliar em máquinas-ferramenta, não há uma tendência significativa, nem unidades comprovadamente eficazes que se destaquem. A escolha dependerá da aplicação.

Não é incomum que um grupo de máquinas com uma sequência fechada de funções combine diversos tipos de acionamento. Exemplos disso podem ser encontrados em aplicações onde acionamentos eletromecânicos para carros com movimento vertical ou diagonal são utilizados em conjunto com compensação de peso hidráulica ou pneumática. Nesse caso, a compensação de peso pode ser entendida como um acionamento auxiliar passivo, em seu sentido mais amplo, cuja função é compensar a força peso da massa em movimento. A compensação de peso pode ser realizada de diversas maneiras, sendo o sistema hidráulico com acumulador de fluido hidráulico uma opção popular. Se a força peso a ser compensada for pequena, uma mola a gás pneumática pode desempenhar essa função. As vantagens dessas soluções residem em seu comportamento dinâmico adaptável e em seu balanço energético favorável.

Os acionamentos pneumáticos são ideais para uso em dispositivos de movimentação devido ao seu baixo peso, estrutura de controle simples e rapidez de movimento. Essas características se aplicam a unidades de alimentação e carregamento para massas menores, que são integradas ao fluxo de peças do processo de produção. A fixação de ferramentas e peças em máquinas-ferramenta é crucial, pois influencia a precisão e a repetibilidade da operação. As fixações hidráulicas representam um tipo especial de acionamento auxiliar e são utilizadas em máquinas com carregamento e descarregamento de peças sem supervisão, graças à facilidade de automação. A alta densidade de força dos elementos de fixação favorece a construção de dispositivos de fixação em espaços reduzidos.

Conclusão

Existe uma variedade de conceitos de acionamento elétrico, hidráulico, eletromecânico e pneumático disponíveis como soluções para acionar tarefas em máquinas-ferramenta. A equipe de engenharia precisa decidir qual tipo de acionamento é o mais adequado para a tarefa, levando em consideração uma série de restrições. Um bom fornecedor de automação com experiência em todas essas tecnologias irá analisar e orientar os clientes nessas decisões.