Movimiento Lineal

Qué es el Movimiento

El movimiento es el movimiento libre de un cuerpo con respecto al tiempo y puede definirse como un proceso de cambio de posición. El movimiento lineal es el cambio de posición de un lugar a otro en línea recta y en una dimensión. Los dos tipos de movimiento lineal son el movimiento lineal uniforme y el movimiento lineal no uniforme. El movimiento lineal uniforme es un movimiento con velocidad constante (aceleración cero), mientras que el movimiento no lineal es un movimiento con velocidad variable y la aceleración/desaceleración no es igual a cero. Los actuadores, los cojinetes lineales y los sistemas de control son los tres componentes principales de los sistemas de movimiento lineal.

Selección de un Sistema Lineal

Al seleccionar y dimensionar un sistema de movimiento, se utiliza el acrónimo POSTLUDES para abreviar los elementos clave. POSTLUDES significa Precisión, Orientación, Velocidad, Viaje, Carga, Desconocido, Ciclo de Trabajo, Medio Ambiente y Seguridad. Cada uno de estos elementos se debe considerar de forma independiente y conjunta, ya que se deben cumplir todos los requisitos y, en ocasiones, puede conducir a la descalificación de una posible solución si no se cumple un elemento.

La Precisión indica exactitud y repetibilidad. La precisión es la diferencia entre dónde está realmente el sistema y dónde el controlador cree que está. Por el contrario, la repetibilidad es la diferencia de posición cuando un sistema regresa a una ubicación específica en las mismas condiciones.

La orientación es un factor esencial, especialmente cuando se combina con la carga. Un sistema que trabaja en dirección horizontal puede no funcionar en dirección vertical, ya que el motor tiene que lidiar con la fuerza gravitacional.

La velocidad no sólo consiste en la velocidad o la velocidad máxima, sino también en la aceleración/máxima aceleración, el perfil de movimiento deseado y la tasa de aceleración.

El desplazamiento se compone de tres elementos: la carrera, la sobrecarrera y la envolvente global. La carrera es la distancia que recorre el sistema. La sobrecarrera es el recorrido adicional utilizado para compensar los errores de instalación. La envolvente global es el espacio total del que dispone el sistema de movimiento.

La carga es la fuerza o fuerzas que actúan sobre el sistema. Una carga consta de tres componentes: estática, dinámica e impacto. La carga estática es cuando el sistema está completamente cargado y en reposo, mientras que la carga dinámica es cuando la aceleración/desaceleración actúa sobre el sistema mientras se mueve. La carga de impacto es cuando el sistema falla.

Las incógnitas son variables inesperadas que pueden afectar el rendimiento. Las incógnitas pueden ser variables conocidas, pero no vemos cómo afectarán al sistema. Las incógnitas comunes son las cargas adicionales por la desalineación de las guías lineales paralelas y el arrastre adicional del cable. Además, el mal uso del sistema se considera una incógnita.

El ciclo de trabajo se calcula observando un solo movimiento. El ciclo de trabajo es el tiempo que le tomará al sistema hacer un solo movimiento y cuánto tiempo descansará el sistema entre cada movimiento.

Los efectos ambientales se consideran de dos maneras: cómo afectará el medio ambiente al sistema y cómo afectará el sistema al medio ambiente. Por ejemplo, ¿la temperatura es demasiado alta o baja para el sistema y el sistema contaminará el medio ambiente?

La seguridad es uno de los factores más importantes con los que trabajar. Ignorar un pequeño factor de seguridad puede tener efectos desastrosos. Por ejemplo, debemos considerar qué sucederá con el sistema en caso de un corte de energía o un desastre natural y si las personas que se encuentran alrededor del sistema estarán a salvo.

Productos de Movimiento Lineal

Actuadores Lineales

Un actuador lineal es un dispositivo que transforma el movimiento de rotación en movimiento lineal a lo largo de una línea recta. La selección de un actuador depende de las velocidades, la precisión, el ciclo de trabajo, las cargas, la eficiencia, la vida útil requerida, la configuración de la máquina y las limitaciones de la instalación. Los principales tipos de actuadores lineales son los tornillos de bola y plomo, los gatos de tornillo y los actuadores electromecánicos. Los Husillos de Bolas y de avance son piezas mecánicas que transforman el movimiento de rotación en movimiento lineal con un posicionamiento de alta precisión; un gato de tornillo se compone de un eje giratorio de entrada, un eje de salida lineal, lubricante y cojinetes de apoyo y es uno de los dispositivos de accionamiento más antiguos. Los actuadores electromecánicos consisten en una transmisión por tornillo o correa para producir un posicionamiento y una guía lineales precisos. Consulta nuestro artículo sobre los Beneficios y Aplicaciones de los Actuadores Electromecánicos Inteligentes de Thomson.

Actuador Lineal de Precisión de Thomson
 

Rodamientos Lineales

Un rodamiento lineal soporta la carga durante su sistema de movimiento lineal de un solo eje y proporciona una superficie deslizante de baja fricción. Los rodamientos lineales se utilizan en aplicaciones que requieren el movimiento lineal de pesos pesados en un movimiento repetible. La selección de un rodamiento lineal depende de las cargas, la precisión, las velocidades, el ciclo de trabajo, la configuración de la máquina, la vida útil requerida, la rigidez y las limitaciones de instalación. Los principales tipos de rodamientos lineales son los rodamientos lineales lisos, las guías de rodamientos lineales y los casquillos de rodamientos lineales. Las guías de rodamientos lineales y los casquillos de rodamientos lineales son rodamientos de elementos rodantes, pero los rodamientos lineales lisos son rodamientos de contacto deslizante.

Rodamiento de Buje Lineal de Thomson

Sistemas de Control

Los sistemas de control supervisan el motor y la posición del sistema en todo momento. Un monitor del sistema de control consta de los circuitos eléctricos que necesitan los sensores de posición (codificador óptico) para identificar las posiciones. Los monitores del sistema de control permiten un movimiento controlado a lo largo de varios ejes mediante ordenadores y controles programables. Un codificador indica una posición real creando pulsos a medida que se mueve. Si se detecta un error entre la posición deseada y la real, el controlador ordena al motor que ajuste la velocidad para eliminar el error.

Sistema de Control de Movimiento Lineal de Thomson

Motores Lineales

Los motores lineales producen un movimiento lineal sin transferir el movimiento de rotación a movimiento lineal y tienen su propio sistema de soporte. Los motores lineales eliminan la necesidad de rodamientos lineales, tornillos, correas y engranajes.