Por Thomas Greif | Ingeniero superior de asistencia técnica en mecatrónica y redes, SMC Italia
MARZO 2024
Imagine que acaba de identificar un actuador eléctrico como su forma preferida de facilitar el movimiento de una determinada máquina. Estupendo, ¿verdad? Bueno, sí, pero entonces puede que se le planteen demasiadas dudas, demasiadas opciones para seleccionar esa solución eléctrica óptima. En este artículo -y basándome en nuestras conversaciones y en la asistencia que prestamos a nuestros clientes- quiero ahondar en esas preguntas iniciales que podrían ayudar a arrojar algo de luz sobre el asunto.
Actuador eléctrico SMC de fácil manejo, Serie EQ - Simplemente fácil
¿Accionamiento por correa o por husillo de bolas?
Una consideración primordial es elegir entre un actuador eléctrico con transmisión por correa o por husillo de bolas. La elección depende principalmente de la aplicación específica y de los requisitos del sistema. A menos que la máquina requiera una carrera excepcionalmente larga, la mayoría de las aplicaciones de control de movimiento de precisión se benefician de un actuador con accionamiento por husillo de bolas. Estos actuadores alcanzan una repetibilidad de ±0,01 mm, mientras que los accionados por correa quizá sólo alcancen ±0,08 mm.
Otra razón es la seguridad. Los actuadores eléctricos con accionamiento por husillo de bolas se benefician de la conexión mecánica de un husillo de tuerca de bolas. Desde el punto de vista de la ingeniería, este diseño es mucho más robusto y, por tanto, más seguro, sobre todo en aplicaciones verticales. Los actuadores accionados por correa necesitan un componente de seguridad adicional que evite el movimiento de la carga vertical, sobre todo en caso de que se dañe la correa.
Actuador eléctrico SMC, deslizante, transmisión por correa - Serie LEFB
Actuador eléctrico SMC, deslizante, husillo de bolas - Serie LEFS
Sé lo que está pensando: ¿no son más lentas las transmisiones por husillo de bolas? Técnicamente, sí, la velocidad máxima es efectivamente más lenta que la de sus homólogos accionados por correa. Sin embargo, en un movimiento compuesto de al menos tres fases (aceleración, movimiento a velocidad constante y deceleración), no siempre es posible que un actuador accionado por correa alcance su velocidad máxima. Puede sorprender a algunos que el tiempo total de posicionamiento de un actuador eléctrico con accionamiento por husillo de bolas sea a menudo igual o a veces inferior al de una alternativa accionada por correa, especialmente en aplicaciones de carrera más corta, de hasta 800 mm.
Otro reto son las aplicaciones de alta carga, en las que el desgaste de la correa exige comprobaciones y tensados periódicos. Durante esta operación, es probable que la correa se extienda y, en aplicaciones con un posicionamiento preciso, tendrá que volver a comprobar y posiblemente ajustar todas las posiciones guardadas. En cambio, un actuador eléctrico que despliega un husillo de bolas no necesita mantenimiento.
Carrera frente a velocidad
Otro problema familiar para cualquier proveedor de actuadores eléctricos bien informado es que el aumento de la carrera de un actuador eléctrico de husillo de bolas reduce su velocidad máxima, un efecto causado por las limitaciones de construcción.
En este caso, hay dos factores importantes: la velocidad de giro y la longitud no soportada del husillo. Si aumentamos la carrera más allá de un determinado valor, debemos reducir la velocidad de rotación del husillo para no entrar en resonancia, reduciendo así la velocidad lineal del actuador.
Actuador eléctrico SMC, tipo corredera grande, transmisión por correa - Serie LET-X11
Para cumplir los requisitos de rendimiento, es necesario utilizar diferentes pasos de husillo para los actuadores de husillo de bolas. Y cuando aumentar el paso ya no sea suficiente, necesitará un modelo de actuador con soportes intermedios que reduzcan la distancia entre la tuerca y el rodamiento para evitar resonancias.
¿Motor paso a paso o servomotor?
Otro dilema habitual tiene que ver con el motor. ¿Qué es mejor: un motor paso a paso o un servomotor de CA? Una vez más, los conocimientos y la experiencia de los proveedores sugieren que la elección del motor no siempre es sencilla, ya que las especificaciones particulares, las preferencias personales y el coste entran en la ecuación.
El par es un factor diferenciador frecuente a la hora de dimensionar un motor. No sólo el par nominal, sino también el par relacionado con la velocidad de rotación del motor. Mientras que los servomotores de CA son capaces de proporcionar el par nominal para todo el rango de velocidad nominal, digamos 3000 rpm, los motores paso a paso proporcionan el par máximo a una velocidad muy reducida. Al aumentar la velocidad, el par disminuye considerablemente.
Actuador eléctrico SMC, servomotor de CA - Serie LESYH
Actuador eléctrico SMC, motor paso a paso - Serie LESYH
En resumen, un actuador eléctrico con un motor paso a paso es capaz de realizar trabajos a bajas velocidades de forma competente. Sin embargo, un servomotor de CA resulta preferible si se necesita un mayor dinamismo.
Sustitución
La experiencia y los conocimientos son igualmente importantes en las aplicaciones posventa. Nos encontramos con muchos clientes que, por ejemplo, quieren sustituir una unidad descatalogada. La respuesta a este dilema es recurrir a un proveedor que desarrolle productos de nueva generación 100% compatibles con el modelo anterior. La mayoría descubre que, aunque el nuevo accionamiento tiene las mismas dimensiones, ofrece una serie de ventajas nuevas, quizá relacionadas con el control o la seguridad.
Controlador de motor paso a paso de SMC con subfunción STO - Serie JXC#F
Si necesita ayuda con la selección de productos, evaluaciones de aplicaciones, diseño o actividades de mejora, podemos ayudarle a superar todos sus retos de control de movimiento, incluidos los relacionados con actuadores eléctricos. Tanto si se trata de una solicitud preventa como posventa, descubrirá que buscar el asesoramiento de un experto siempre le resultará muy valioso.
