Los sistemas hidráulicos ofrecen una larga vida útil, pero no son tan eficientes como los eléctricos. Estos últimos también proporcionan un control preciso de la posición, la velocidad y la aceleración, con un funcionamiento más eficiente. Operan en un circuito cerrado, lo que facilita la recopilación de datos, y prácticamente no requieren mantenimiento.

De hecho, a medida que los actuadores eléctricos de varilla sean capaces de generar fuerzas comparables a las de los sistemas hidráulicos de alta gama, se convertirán en una alternativa cada vez más viable a los sistemas hidráulicos en muchas aplicaciones. Evaluar sus capacidades y limitaciones, y alinearlas con los objetivos del sistema, ayudará a determinar la mejor opción para cada aplicación.

Durante décadas, los cilindros hidráulicos han sido la única tecnología viable para aplicaciones de alta fuerza. Los sistemas hidráulicos son robustos y relativamente sencillos de implementar, además de proporcionar un menor costo por unidad de fuerza. No es de extrañar que los cilindros hidráulicos hayan sido lade factoIdeal para accionar prácticamente cualquier objeto pesado que deba moverse en línea recta, ya sea rápido o lento, hacia arriba o hacia abajo... incluyendo prensas metálicas, cintas transportadoras, grúas, sierras y muchos otros.

Los actuadores eléctricos de vástago (a veces llamados cilindros eléctricos) representan la tecnología de movimiento más novedosa que ofrece una alternativa a la hidráulica. Los actuadores eléctricos son comparativamente más flexibles, precisos y fiables, con una capacidad de fuerza cada vez mayor.

Comprender las ventajas de los sistemas eléctricos sobre los hidráulicos ayudará a determinar la mejor opción para cada aplicación. Además, conocer algunos consejos importantes para la conversión garantiza una transición exitosa de una aplicación hidráulica a una eléctrica.

Sistemas hidráulicos: una tecnología tradicional con algunos inconvenientes.

Los operarios saben cómo mantener sus máquinas hidráulicas en funcionamiento. Sin embargo, existen desafíos e inconvenientes. Con los sistemas hidráulicos, no se trata de si habrá fugas o averías, sino de cuándo. La limpieza es engorrosa y requiere mucho tiempo. Es posible que sea necesario desechar piezas o productos. Además, los sistemas hidráulicos necesitan un espacio considerable para el compresor, así como mantenimiento regular y cambios manuales. Por si fuera poco, son ruidosos, susceptibles a las fluctuaciones de temperatura, carecen de capacidades multiposición precisas y funcionan en bucle abierto, lo que complica la recopilación de datos para los sistemas de control de la máquina.

Actuadores eléctricos para un mejor control del movimiento.

La principal razón por la que los ingenieros eligen un sistema de actuador eléctrico en lugar de un sistema de cilindro hidráulico es la flexibilidad de sus capacidades de control de movimiento:

1. Control de posición: a múltiples posiciones con precisión
2. Control de velocidad
3. Control de la aceleración y la desaceleración
4. Control preciso de la fuerza de salida
5. Control sofisticado en tiempo real de todas estas variables de movimiento.

Los actuadores eléctricos, junto con un sistema de servomotor y accionamiento, permiten un control infinito de la posición... y la precisión y repetibilidad superan con creces las de los sistemas hidráulicos.

Los sistemas hidráulicos estándar destacan en aplicaciones de posicionamiento de extremo a extremo, pero el posicionamiento a mitad de carrera con estos cilindros es más complejo y requiere una válvula de control y la asistencia del operador. El posicionamiento a mitad de carrera es de lazo abierto y exige que el operador decida qué posición es aceptable. Además, el control de velocidad se supervisa mediante una válvula de control y, de nuevo, requiere que el operador ajuste la velocidad adecuada para cada aplicación, aunque alcanzar un ajuste de velocidad exacto suele ser difícil.

Una vez ajustada la velocidad, la presión necesaria para accionar un cilindro hidráulico se regula mediante la válvula de presión. Esto generalmente requiere que un operario ajuste la fuerza deseada. Además, la repetibilidad de la posición, la velocidad y la fuerza de un cilindro hidráulico se ve afectada por el desgaste de los sellos, las fugas, las caídas de presión y los picos de presión generados por la bomba, junto con otros factores relacionados con el mantenimiento. Es difícil lograr un rendimiento repetible día a día o mes a mes (y mucho menos año tras año) en entornos de producción donde la calidad y la viscosidad del aceite fluctúan con la temperatura. Por lo tanto, alcanzar el nivel de rendimiento deseado requiere la intervención constante del operario.

El control de velocidad de grado servo es preciso.

Los actuadores eléctricos ofrecen aún más ventajas al combinarse con sistemas de servocontrol. Los servocontroladores capaces de controlar múltiples ejes están disponibles comercialmente. Los controladores y los actuadores eléctricos se pueden coordinar fácilmente (y de forma rentable) en configuraciones complejas de múltiples ejes. La velocidad de uno o varios actuadores eléctricos se controla de forma precisa y continua, y puede pasar fácilmente de una velocidad a otra sin detenerse ni sobrepasar la posición objetivo.

Además, el control servo de la aceleración y la desaceleración evita que los actuadores eléctricos choquen contra topes bruscos o se activen de forma repentina. Esto, a su vez, elimina la tensión en los elementos de la estructura de la máquina y la necesidad de sobredimensionar las estructuras para soportar cargas de impacto. Todos los movimientos serán suaves, lo que permitirá que los actuadores eléctricos proporcionen un movimiento fluido a los procesos críticos donde las vibraciones de la máquina son inaceptables o podrían limitar la velocidad del proceso.

En los sistemas de servocontrol, la fuerza de salida del actuador se controla mediante la corriente que llega al servomotor. Gracias a que los controladores de servocontrol ofrecen un control preciso de la corriente, prácticamente todos los actuadores eléctricos proporcionan un control exacto y repetible de la fuerza de salida en el punto de trabajo.

Otra característica importante de los actuadores eléctricos es su capacidad para proporcionar un control programable de todas las variables del perfil de movimiento. Como resultado, la única interacción del operador necesaria es el tiempo de diseño inicial para incorporar las variables de rendimiento objetivo en el entorno de programación de un PLC u otro controlador. Una vez configurado, el funcionamiento se repite día a día, mes a mes y año tras año. Las pantallas de interfaz hombre-máquina (HMI) de los equipos pueden mostrar (y permitir el ajuste de) la posición, la velocidad, la fuerza, la aceleración y la desaceleración en cualquier momento para una máxima flexibilidad de la máquina.