Unidades principais

Os acionamentos principais são predominantemente motores elétricos síncronos e assíncronos, controlados em malha fechada. Suas aplicações incluem motores em kit ou com carcaça para uso em tornos, fresadoras e retificadoras, bem como em centros de usinagem. Os acionamentos tradicionais de fuso com motores com carcaça – em sua maioria refrigerados a ar – também são populares como acionamentos principais. Em comparação com fusos motorizados, eles são mais baratos, considerando 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 indesejadas, ruído e maior 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 central sem sofrer com a força de cisalhamento. Destacam-se pela suavidade de funcionamento a longo prazo e pelo desgaste mínimo, sendo frequentemente utilizados em usinagens de alto desempenho. A geração de acionamentos com torques mais elevados ainda é bastante dispendiosa, visto que é necessário integrar uma engrenagem (planetária) ao fuso ou selecionar uma potência de motor superior. Para realizar a manutenção preventiva e os serviços de assistência, sensores devem ser integrados ao fuso para monitorar e adquirir dados de medição. O resfriamento com óleo, ar ou glicol ainda é necessário.

Acionamentos de alimentação

Para acionamentos de avanço, a escolha recai entre sistemas eletromecânicos ou hidráulicos. No caso dos acionamentos de avanço eletromecânicos, o servomotor elétrico com conjunto de fuso de esferas domina atualmente o mundo. Ele converte o movimento rotacional em movimento linear. Nesse caso, os motores com carcaça síncrona são preferíveis, pois precisam atender a altos requisitos em termos de posicionamento, operação sincronizada e dinâmica; mais do que o acionamento principal.

Devido à sua alta rigidez estática, este sistema de acionamento tradicional é adequado para uma variedade de aplicações, mas está sujeito a desgaste. Dependendo das condições de instalação e dos torques exigidos, o servomotor é conectado ao fuso diretamente ou, por exemplo, por meio de uma correia síncrona.

Os acionamentos devem oferecer resistência ao desgaste, bem como 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 indireta de posição.

O regime de carga do acionamento é um aspecto que limita sua utilização. É claro que isso não significa que, ao processar com grandes forças, conjuntos de fusos de esferas e soluções de acionamento hidráulico possam ser dispensados. Elementos de suporte da máquina, como a tampa de 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 de motores lineares são neutralizados pelos custos de investimento associados, que até agora impediram um avanço mundial dessa tecnologia de acionamento.

Acionamentos hidráulicos de avanço 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 avanço. E, claro, o acionamento hidráulico de avanço precisa ser posicionado com precisão micrométrica. 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 elétricos de avanço, cada desempenho específico (torque e velocidade de rotação) deve ser instalado. Um eixo hidráulico, no entanto, pode extrair energia de um acumulador de fluido hidráulico conforme a demanda, 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. Em todo o espectro de funções de acionamento auxiliar em máquinas-ferramenta, não há uma tendência significativa, nem certas 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. Há 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, sendo sua tarefa compensar a força de peso da massa movimentada. A compensação de peso pode ser obtida de diversas maneiras, sendo o sistema hidráulico com um acumulador de fluido hidráulico o mais popular. Se a força de peso que precisa ser compensada for pequena, uma mola a gás pneumática pode executar a função. As vantagens dessas soluções residem em seu comportamento dinâmico adaptável, bem como em seu balanço energético favorável.

Acionamentos pneumáticos são ideais para uso em dispositivos de movimentação de cargas devido ao seu baixo peso, estrutura de controle simples e rapidez de seus movimentos. Essas características se aplicam a unidades de alimentação e carga 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. Grampos hidráulicos representam um tipo especial de acionamento auxiliar e são utilizados em máquinas com carga e descarga de peças sem supervisão, graças à sua fácil automação. A alta densidade de força dos elementos de fixação favorece a construção de dispositivos de fixação em espaços reduzidos.

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 o mais adequado para a tarefa, levando em consideração uma série de restrições. Um bom fornecedor de automação, com expertise em todos esses grupos tecnológicos, considerará e aconselhará os clientes nessas decisões.