Actuadores lineales: más inteligentes, más potentes

Nov 18, 2023

Por Miles Budimir | 21 de junio de 2018

Los actuadores electromecánicos continúan evolucionando con más integración y más potencia, lo que desafía algunos pilares de la potencia hidráulica.

Armar un sistema de movimiento lineal nunca ha sido tan fácil, considerando las opciones disponibles para los diseñadores junto con nuevas y poderosas herramientas con las que diseñar tales sistemas. La disponibilidad de componentes más integrados y los llamados actuadores inteligentes tiene mucho que ver con esto.

Junto con las tendencias actuales de integrar más componentes en unidades individuales, las capacidades de fuerza de los actuadores están mejorando, ganando terreno a las tecnologías de potencia fluida como la hidráulica, en lo que ahora es una historia familiar. Los actuadores hidráulicos aún están en su mejor momento cuando se trata de una gran capacidad de fuerza, pero los actuadores electromecánicos se están poniendo al día, principalmente en el área de control.

La realidad es que existe una amplia gama de opciones de actuadores lineales para satisfacer diversas necesidades de aplicaciones y desafíos de diseño. Estos son algunos de los mejores ejemplos recientes.

Servoactuadores programables Los actuadores integrados son más comunes ahora. Tomemos como ejemplo un nuevo cilindro eléctrico de 35 mm de diámetro con un controlador incorporado de SMAC Corp. El CBL35C de la compañía puede controlar la fuerza, la posición y la velocidad y presenta una instalación simple.

Los actuadores duraderos cuentan con una larga expectativa de vida de más de 100 millones de ciclos. Con un diámetro de 35 mm y longitudes de 135 a 217 mm, según la longitud de carrera necesaria, una fuerza máxima de 61 N y una resolución del codificador de 5 um, son adecuados para aplicaciones con espacio limitado pero que necesitan un control preciso.

Muchos de estos actuadores, como la serie CBL35C, permiten la sustitución directa de cilindros neumáticos existentes y actualizaciones sin necesidad de modificar la máquina. Además, una GUI permite a los usuarios cambiar fácilmente los perfiles de productos y configurar los parámetros sobre la marcha, lo que mejora el tiempo de actividad de la fábrica.

Otra innovación entre los cilindros eléctricos proviene de AMK Automation. El nuevo cilindro eléctrico SPINDASYN SEZ de la empresa es un sistema de motor de accionamiento lineal listo para instalar en el que el rotor se presiona directamente sobre el tornillo.

El nuevo cilindro eléctrico SPINDASYN SEZ de AMK Automation es un sistema de motor de accionamiento lineal listo para instalar en el que el rotor se presiona directamente sobre el tornillo. También cuenta con la capacidad de establecer múltiples perfiles de viaje, especialmente útil para aplicaciones de embalaje.

Con fuerza alta y constante, alta precisión y precisión de posición y alta eficiencia energética, el posicionamiento de circuito cerrado y el control de fuerza del SEZ lo convierten en una alternativa adecuada a otras tecnologías lineales, como cilindros neumáticos o hidráulicos, unidades de cremallera y correa y motores lineales. . Con varias opciones disponibles para la longitud del tornillo y la resistencia, el tipo de motor y la aceleración, el SEZ proporciona una alta rigidez sin piezas de desgaste adicionales.

Con la capacidad de establecer múltiples perfiles de viaje, la SEZ se puede integrar fácilmente en los procesos y aplicaciones de automatización de máquinas, como el envasado en bolsas tubulares, el envasado en blíster, la formación de cajas de cartón, la recogida y colocación, así como el etiquetado, el envoltorio y otras tareas de envasado.

Competidor en hidráulica de alta fuerzaComo se mencionó anteriormente, los actuadores electromecánicos continúan ofreciendo mayores capacidades de fuerza, lo que los convierte en alternativas atractivas a los actuadores hidráulicos.

Por ejemplo, considere los actuadores eléctricos estilo varilla de alta fuerza de Tolomatic, que ahora cuentan con longitudes de carrera de hasta 1,5 m (60 in). Ofrecen más flexibilidad para convertir aplicaciones de control de movimiento con cilindros hidráulicos o neumáticos en movimiento lineal eléctrico. Diseñadas para un rendimiento de alto ciclo de trabajo en aplicaciones exigentes, las familias de productos de estilo de varilla eléctrica RSX, RSA y ERD utilizan tornillos de rodillos planetarios para una vida útil más prolongada en un paquete compacto en comparación con los actuadores eléctricos que utilizan tecnología de husillo de bolas.

El actuador eléctrico de alta fuerza RSX de Tolomatic utiliza un diseño de tirante, proporciona fuerzas de hasta 133,5 kN (30 000 lbf) y es ideal para aplicaciones de reemplazo hidráulico. Los tornillos de rodillos planetarios garantizan una vida útil más prolongada en un paquete compacto en comparación con los actuadores eléctricos que utilizan tornillos de bolas.

Específicamente, el actuador de mayor fuerza, el RSX, se expande a una longitud de carrera de 1,5 m (desde 600 mm). El RSA y el ERD se amplían a 1,5 m y 1,2 m, respectivamente, desde 450 mm.

El RSX utiliza un diseño de tirante, proporciona fuerzas de hasta 133,5 kN (30 000 lbf) y es adecuado para aplicaciones de reemplazo hidráulico. El RSA HT está disponible en cuatro tamaños, con fuerzas de hasta 58 kN (13 039 lbf) y es la línea de productos más flexible para el reemplazo de energía hidráulica. El actuador eléctrico higiénico ERD de acero inoxidable con clasificación IP60k para aplicaciones en el mercado de alimentos y bebidas está disponible con fuerzas de hasta 35 kN (7868 lbf). El servo actuador lineal IMA de Tolomatic y las plataformas de servo actuador de soldadura por puntos ServoWeld también están disponibles con configuraciones de husillo de rodillos en varias clasificaciones de empuje y longitudes de carrera.

Las familias de actuadores de tornillo de rodillos de la compañía están disponibles con características únicas para ayudar a la conversión de cilindros de potencia hidráulica y maximizar la vida útil, incluida una fácil relubricación e IP (clasificaciones de protección de ingreso) de IP65 a IP69k.

Otro ejemplo de tecnología de tornillos de rodillos con alta capacidad de fuerza proviene de la División de sensores y controles de Curtiss-Wright. El nuevo motor/actuador integrado de próxima generación Exlar GTX080 de la compañía presenta una serie de mejoras de diseño. Al incorporar la tecnología patentada de tornillo de rodillos invertidos de la compañía, la alta densidad de potencia y el factor de forma compacto de la GTX080 la convierten en un reemplazo adecuado para los cilindros hidráulicos en algunas aplicaciones.

Los actuadores de la serie GTX ofrecen la potencia, la precisión y la capacidad de programación de un sistema servo al tiempo que minimizan el mantenimiento asociado con el sistema hidráulico. Con clasificaciones de fuerza continua de hasta 5680 N (1277 lbf), velocidades de hasta 4200 rpm y longitudes de carrera de 100 mm (4 pulg.) a 450 mm (18 pulg.), los actuadores se pueden aplicar en una amplia gama de aplicaciones de fábrica. aplicaciones de automatización.

El motor/actuador integrado Exlar GTX080 de Curtiss-Wright cuenta con clasificaciones de fuerza continua de hasta 5680 N (1277 lbf), adecuado para reemplazar actuadores hidráulicos en algunas aplicaciones.

Los husillos de rodillos planetarios de alta capacidad ofrecen una vida útil hasta 15 veces mayor y una resistencia a la carga de impacto significativamente mayor que un husillo de bolas de tamaño comparable. También cuentan con protección ambiental IP65S. En cuanto a la integración con otros sistemas, se integran a la perfección en la mayoría de las principales arquitecturas de control de movimiento. Los bujes del sello frontal extraíbles ayudan a simplificar el mantenimiento y el reengrase del conjunto de la tuerca para maximizar la vida útil del actuador. Además, un diseño modular con hardware de montaje atornillado permite la reconfiguración o el reemplazo del estilo de montaje en el campo utilizando herramientas comúnmente disponibles.

Otros fabricantes también están agregando capacidad de fuerza a sus líneas de actuadores. Caso en cuestión: Thomson Industries ha ampliado la capacidad de su línea de actuadores lineales electromecánicos Electrak HD a cargas de hasta 16 kN (3600 lb). mantenimiento.

Los actuadores electromecánicos inteligentes cumplen todas las funciones de operación y control con la electrónica integrada, lo que reduce el espacio del actuador y los costos de instalación y mantenimiento. Los actuadores Electrak HD se conectan a una fuente de alimentación y PLC u otra fuente de control para llevar los beneficios de la electrónica integrada a aplicaciones de alta carga para la construcción y la agricultura, el manejo de materiales y la automatización de fábricas.

La fuerza y ​​las longitudes de carrera se han ampliado de 10 kN (2250 lb) a 16 kN y las longitudes de carrera hasta 500 mm (20 pulg.) La empresa afirma que el ciclo de trabajo mínimo del 25 % entre las longitudes de carrera de hasta 500 mm es el más alto en la industria, asegurando la máxima continuidad de operación con el mínimo consumo de corriente. Para cargas de 16 kN en esas longitudes de carrera, Thomson también ofrece opciones de velocidad de hasta al menos 5 mm/seg (0,197 pulg./seg.)

Con una funcionalidad mejorada proporcionada por un Sistema de Control Modular Electrak (EMCS) integrado avanzado y sus funciones opcionales, la línea Electrak HD ofrece un método más simple de control y comunicación, que reduce los costos operativos, requiere menos espacio y simplifica la configuración y la instalación. La comunicación de bus CAN J1939 lista para usar opcional permite el control y el monitoreo, mientras que la conmutación de bajo nivel opcional, la salida de indicación de final de carrera, la opción de retroalimentación analógica o digital y una interfaz de control del cliente brindan versatilidad adicional.

Las clasificaciones de resistencia ambiental de IP69K estático, IP67 estático e IP66 dinámico contribuyen a la durabilidad en operaciones de alta carga. Incluso con cargas elevadas, los actuadores funcionarán a temperaturas que oscilan entre -40 y +85 °C (-40 y +185 °F), pueden soportar la niebla salina durante 500 horas y cumplen con CE, RoHS y REACH (UE).

SMAC Corp. www.smac-mca.com

Curtiss-Wright www.curtisswright.com

Industrias Thomson www.thomsonlinear.com

AMK Automatización us.amk.systems

Tolomatic www.tolomatic.com