jueves, 22 de noviembre de 2012

2.3 Sistemas de actuación.




Un  actuador corresponde a cualquier mecanismo que permita al efector ejecutar una 
acción. Ejemplos de actuadores robóticos son motores eléctricos (servomotores, de paso, de 
corriente continua, etc.), cilindros neumáticos y cilindros hidráulicos.  


Motores.


Los motores generan el movimiento del robot según las ordenes dadas por la unidad de 
control. Los tipos de motores son: 

  • Neumáticos (cilíndricos y motores) 
  • Hidráulicos (cilíndricos y motores)  
  • Eléctricos (motores DC, AC, Paso a Paso, ServoMotores) 

Propiedades importantes que se deben considerar: 

  • Potencia. 
  • Controlabilidad 
  • Peso y volumen. 
  • Precisión  
  • Velocidad 
  • Costo y mantenimiento

ACTUADORES NEUMÁTICOS. 

Los actuadores neumáticos tienen aire comprimido con el cual mueve el actuador.  
  1. Cilindros: 
  • Movimiento lineal de un émbolo debido a diferencia de presión. 
  • Simple efecto y doble efecto. 
  • Posicionamiento en los extremos y dificultad de posicionamiento continuo. 
  • Funcionamiento simple y mantenimiento económico. 
  • Repetitivilidad inferior a otros tipos de actuadores. 
  • Adecuados para manipulación de piezas pequeñas.



  2. Motores rotativos.
  • Ligeros y compactos 
  • Arranque y parada muy rápidas 
  • Velocidad y par variables. 
  • Control simple. 
  • Difícil control de posición. 

 3. Motores de aletas rotativas: 
  •  Simples. 
  •  Dispositivos reductores para aumentar el par.


4. Motores de pistones: 
  •  Menor velocidad que los de aletas. 
  •  Bajo nivel de vibración. 
  •  Par elevado a bajas velocidades. 




Actuadores Hidráulicos. 

El actuador utiliza aire comprimido para permitir el movimiento. 
  • Funcionamiento similar a los neumáticos 
  • Grado compresibilidad del aceite muy inferior al del aire: mayor precisión. 
  • Elevadas fuerzas y pares: Cargas de hasta 200Kg. 
  • Mantenimiento no muy complejo. 
  • Repetitivilidad entre (2.3 y 0.2 mm) 
  • No presentan problemas de refrigeración. 
  • Cilindros: Iguales a los neumáticos. 
Motores de aletas rotativas. 
  • Elevado par de arranque y rendimiento (90%) 
  • Relativamente económicos. 



Motores de Pistones: 
  • Cilindrada variable. 
  • Construcción compleja. 


ACTUADORES ELÉCTRICOS.
Los actuadores eléctricos son los mas utilizados en los robots industriales actuales: 
  • Fáciles de controlar 
  • Sencillos, pero de construcción delicada. 
  • Precisos 
  • Alta repetitivilidad 
  • Más pesados que los neumáticos e hidráulicos a igualdad de potencia. 
Motores de corriente continua (DC) 
  • Controlados por inducido 
  • Controlados por excitación. 
Motores de corriente alterna (AC) 
  • Síncronos 
  • Asíncronos 
 Motores de corriente continua. 

Principio de funcionamiento:
  • En una bobina cerrada, por la que circula corriente, sometida a un campo magnético se induce una fuerza que la hace girar. 
  • Para mantener la rotación en el mismo sentido es necesario conmutar el sentido de la corriente. 
  • El campo magnético se produce en el estator. 
  • Las bobinas se encuentran en el rotor. 
  • Control por inducido: campo magnético constante y corriente variable. 
  • Control por excitación : campo magnético variable y corriente constante. 
  • Entrada Tensión; Salida Velocidad. 








Motor de corriente alterna. 
Características: 

  • Inductor en el rotor: imanes permanentes. 
  • Inducido en estator: 3 devanados decalados 120° eléctricos y alimentados con un sistema trifásico de tensores. 
  • Control de velocidad mediante variación de la frecuencia de la tensión de inducido convertidor de frecuencia o variador de velocidad. 
  • Sensor de potencia continuo que detecta la posición del rotor. 
  • No presentan problemas de mantenimiento ni de calentamiento. 
  • Mayor potencia, a igual de peso, que los de corriente continua. 

 Motor paso a paso. 

Características:

  • El rotor, con polarización magnética constante, gira para orientar sus polos con el estator. 
  • La polaridad del estator es variable, controlada por trenes de pulsos. 
  • Por cada pulso, el rotor gira un numero discreto de grados. 
  • Aumento de la frecuencia de los pulsos progresivamente. 
  • Ligeros y fiables. 
  • Potencia y precisión bajas. 
  • Giro de pinzas y mesas posicionadoras




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