Unidades principais

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

Os acionamentos principais que utilizam motores de kit com fuso integrado tornaram-se tecnicamente sofisticados. Como as caixas de engrenagens e embreagens podem ser eliminadas, esses acionamentos possibilitam um movimento rotacional centralizado sem sofrer forças de cisalhamento. Eles se destacam graças à suavidade de funcionamento a longo prazo e ao desgaste mínimo e são frequentemente usados ​​para usinagem de alto desempenho. A geração de acionamentos com torques mais elevados ainda é atualmente bastante dispendiosa, uma vez que uma engrenagem (planetária) deve ser integrada no fuso ou uma potência de motor maior deve ser selecionada. Para realizar manutenção preventiva e serviços, sensores devem ser integrados ao fuso para monitorar e adquirir dados de medição. O resfriamento com óleo, ar ou glicol ainda é necessário.

Unidades de alimentação

Para acionamentos de alimentação, a escolha é entre sistemas eletromecânicos ou hidráulicos. No caso dos acionamentos de alimentação eletromecânicos, o servomotor elétrico com montagem de fuso de esferas atualmente domina mundialmente. Ele converte o movimento rotacional em um movimento linear. Aqui, os motores síncronos alojados são preferidos, pois precisam atender a altos requisitos em termos de posicionamento, operação sincronizada e dinâmica; mais do que a unidade principal.

Devido à sua alta rigidez estática, este sistema de acionamento tradicional atende a uma variedade de aplicações, mas é propenso ao desgaste. Dependendo das condições de instalação e das forças de torque necessárias, o servomotor é conectado ao fuso diretamente ou, por exemplo, por meio de uma correia síncrona.

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

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

Os acionamentos de alimentação hidráulica são procurados quando seus benefícios têm um impacto significativo, como em espaços confinados, bem como em aplicações que exigem alta dinâmica e grandes forças de alimentação. E, claro, o acionamento de alimentação hidráulica precisa ser posicionado com precisão no micrômetro. As aplicações práticas demonstram que o acionamento linear hidráulico funciona sem folga, é duradouro e tende a ser mais durável do que um acionamento comparável com conjunto de fuso de esferas. Com acionamentos de alimentação elétrica cada desempenho específico (torque e velocidade de rotação) deve ser instalado. Um eixo hidráulico, entretanto, pode extrair energia de acordo com a demanda de um acumulador de fluido hidráulico, reduzindo a potência de entrada instalada em até 80%.

Unidades auxiliares

Uma variedade de inversores atende aos recursos necessários em uma aplicação de inversor auxiliar. Em todo o espectro de funções de acionamento auxiliar em máquinas-ferramentas, não há uma tendência significativa, nem algumas unidades testadas e comprovadas se destacam. A escolha dependerá da aplicação.

Não é incomum que um grupo de máquinas com uma sequência fechada de funções combine uma variedade de acionamentos. Existem exemplos disso em aplicações onde acionamentos eletromecânicos para carros movidos vertical ou diagonalmente são usados ​​em combinação com compensação de peso hidráulica ou pneumática. Aqui, a compensação de peso pode ser entendida como um acionamento auxiliar passivo no sentido mais amplo, cuja função é compensar a força de peso da massa movida. A compensação de peso pode ser obtida de diversas maneiras, sendo popular o sistema hidráulico com acumulador de fluido hidráulico. Se a força de peso que necessita de compensação for pequena, uma mola pneumática a gás pode realizar a função. As vantagens destas soluções residem no seu comportamento dinâmico adaptável, bem como no seu balanço energético favorável.

Os acionamentos pneumáticos são ideais para utilização em dispositivos de movimentação graças ao seu baixo peso, estrutura de controle simples e rapidez de seus movimentos. Esses recursos 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-ferramentas é crítica, pois influencia a precisão e a repetibilidade da operação. As pinças hidráulicas representam um tipo especial de acionamento auxiliar e são utilizadas em máquinas com carga e descarga de peças autônomas, graças ao fato de serem facilmente automatizadas. A alta densidade de força dos elementos de fixação favorece a construção de dispositivos de fixação nos menores espaços.

Conclusão

Há uma variedade de conceitos de acionamento elétrico, hidráulico, eletromecânico e pneumático disponíveis como soluções para tarefas de acionamento em máquinas-ferramentas. A equipe de engenharia precisa decidir qual tipo de conceito de acionamento é adequado para a tarefa, levando em consideração uma série de restrições. Um bom fornecedor de automação com experiência em todos esses grupos tecnológicos considerará e aconselhará os clientes nessas decisões.