En la física clásica, se definen cuatro tipos básicos de movimiento: lineal, rotatorio, alternativo y oscilante. Al aplicarlos a dispositivos mecánicos, este comportamiento físico natural transforma el movimiento en fuerza. Esta fuerza o potencia se utiliza para generar algún tipo de movimiento de salida, que impulsa el equipo o la maquinaria. En la automatización industrial, utilizamos una amplia variedad de equipos que emplean estos diferentes tipos de sistemas de movimiento, generalmente rotatorios o lineales, pero a veces una combinación de ambos.

Movimiento lineal

El movimiento lineal es la forma más simple y fundamental de movimiento, que se caracteriza por la alteración de la posición en una sola dirección. Imagínelo como una persona caminando, nadando o corriendo en línea recta, o como un objeto mecánico como un vehículo que se desplaza sobre una vía recta. Un sistema de movimiento lineal se basa en algún tipo de mecanismo que mueve una carga a lo largo de un solo eje. En neumática, las cargas se impulsan en línea recta mediante dispositivos como motores lineales, guías o actuadores, o conjuntos de husillos de bolas. Este tipo de sistema de movimiento se encuentra con mayor frecuencia en aplicaciones como la manipulación de materiales, el mecanizado CNC, el embalaje, la paletización y la robótica.

Tipos de accionamiento lineal

Varias tecnologías de accionamiento emplean movimiento lineal, cada una con sus propias ventajas.

1. Motores linealesCrean movimiento lineal directo. Pueden acelerar rápidamente a altas velocidades y no requieren conversión mecánica. Son ideales para aplicaciones de pick-and-place.

2. Guías linealesLas guías de rodillos o rieles, por ejemplo, proporcionan un movimiento lineal suave y de baja fricción. Se utilizan frecuentemente en automatización y máquinas herramienta para soportar cargas pesadas.

3. Tornillos de bolasConvierten movimientos rotatorios en lineales. Son extremadamente precisos y eficientes, y se utilizan ampliamente en robótica y aplicaciones como máquinas CNC.

4. Sistemas de cremallera y piñónProporcionan alta capacidad de fuerza y ​​largas distancias de recorrido, utilizando engranajes dentados para convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Este tipo de accionamiento se encuentra en sistemas de pórtico y maquinaria de gran tamaño.

Movimiento rotatorio

La forma más básica de movimiento rotatorio es la rueda, donde algo gira o rota en cualquier dirección alrededor de un eje central o punto de pivote. El movimiento puede ser autogenerado, como un tornado o la rotación de la Tierra, pero en los sistemas de automatización, se crea mediante actuadores rotatorios, sistemas accionados por engranajes o mesas giratorias.

Un actuador rotatorio genera energía en un radio que puede ser un ángulo parcial de un círculo o una revolución completa y continua. Entre las aplicaciones que utilizan sistemas de movimiento rotatorio se incluyen turbinas para generar energía eólica, hidráulica o de vapor, husillos de máquinas herramienta, herramientas de taladrado o rectificado, articulaciones robóticas y mesas indexadoras.

Tipos de accionamiento rotatorio

Los dispositivos rotatorios se clasifican según su fuente de alimentación o energía, incluyendo manuales, eléctricos o basados ​​en fluidos (ya sean hidráulicos o neumáticos).

1. Accionamientos manualesCrean movimiento rotatorio mediante un sistema de engranajes, generalmente una rueda accionada manualmente que transmite la energía rotatoria al elemento actuador. El par mecánico reduce el esfuerzo necesario para mover una carga pesada.

2. Accionamientos rotativos eléctricosSuelen funcionar con un motor que controla un sistema de engranajes. Generalmente son reversibles y pueden generar rotación angular u oscilación. Un controlador eléctrico regula la corriente de entrada al motor, lo que permite variar la aceleración y la velocidad.

3. Accionamientos rotativos basados ​​en fluidosUtilizan aire o fluido a presión para generar movimiento. Existen diversas maneras de lograrlo, como engranajes de piñón y cremallera, presión sobre una paleta o diafragma, o un sistema de pistón y acoplamiento giratorio llamado yugo escocés.

Sistemas de movimiento combinado

Las tareas más complejas crean un sistema a partir de una combinación de tipos de movimiento, generalmente lineales y rotatorios. Estos se encuentran en aplicaciones como operaciones de recogida y colocación y robótica, donde se utilizan para diferentes tipos de robots y algunos brazos robóticos. También se observarán avances tecnológicos en soluciones para el control de movimiento multieje y la programación electrónica compleja.

Accionamientos de movimiento combinado

Para lograr un movimiento preciso con transmisiones de movimiento combinadas, las principales soluciones son engranajes, transmisiones por correa y husillos. Cada solución presenta sus propias ventajas y desventajas, como la repetibilidad, la velocidad de posicionamiento, la precisión y el coste.

1. EngranajesSon dispositivos mecánicos que transmiten par mediante la conexión de dientes. Los dientes del mecanismo de engranajes engranan con piezas dentadas compatibles de otro engranaje o unidad para generar fuerza de rotación. Los engranajes suelen ser circulares, con una circunferencia dentada, pero también es posible colocar dientes en el diámetro interno de una rueda dentada. Estos diseños se utilizan habitualmente en aplicaciones donde el espacio y el peso son críticos, y ofrecen un alto grado de control de par y velocidad. Dos o más engranajes engranados también pueden funcionar en secuencia como un tren de engranajes para transmitir movimiento de rotación, generalmente impulsado por un motor.

2. Transmisiones por correaSuelen consistir en una banda o correa circular flexible que conecta un par de poleas. Son accionadas por un motor y su movimiento cíclico transmite potencia rotacional de un punto a otro. Son muy útiles para aplicaciones que requieren recorrer largas distancias, ya que son más ligeras, silenciosas, económicas y eficientes que los engranajes. La aplicación más común de las transmisiones por correa es en sistemas transportadores y correas de distribución para motores.

3. Como un tornillo de bola,Los husillos de avance o de potencia convierten el movimiento rotatorio de un tornillo o tuerca en movimiento lineal. Los husillos y las tuercas utilizan un diseño de rosca helicoidal para traducir el movimiento, por lo que también se les suele llamar tornillos de traslación. Vienen en una amplia variedad de tamaños y valores, lo que permite determinar cuánto movimiento se proporcionará en una revolución del tornillo. Esto los hace viables tanto para unidades que exigen alta precisión y velocidad, como un cabezal lector de discos, como para aquellas que requieren baja velocidad y alto par, como un tornillo de banco. Los husillos de avance también son adecuados para aplicaciones que requieren alta transferencia de carga o movimiento preciso, y se utilizan comúnmente en maquinaria de aficionados y robótica.

¿Qué tipo de movimiento deberías elegir?

El tipo de sistema de movimiento que utilice dependerá en gran medida de su aplicación y su entorno de trabajo. ¿De cuánto espacio dispone o qué distancia debe recorrer? Otros factores a considerar incluyen la precisión y velocidad requeridas, así como la fuerza necesaria para realizar una tarea. Elegir sistemas de movimiento lineales, rotatorios o combinados puede requerir cálculos complejos. Si tiene alguna duda o necesita ayuda, no dude en contactar con nuestros expertos de FUYU Motion.