Elegir el Actuador Correcto: Actuadores Eléctricos Rotativos vs. Lineales Explicados

La automatización industrial y muchos procesos de fabricación dependen del movimiento. Los sistemas de movimiento mueven piezas dentro y fuera de las máquinas, llevan herramientas en contacto con piezas de trabajo y operan partes clave de la maquinaria de procesamiento.

Este movimiento es proporcionado por actuadores. Estos son dispositivos que, cuando se les suministra energía, se mueven de una manera particular. Para ingenieros y otros con responsabilidad en sistemas de control de movimiento, es importante comprender los diversos tipos de actuadores disponibles y cuándo cada uno es apropiado. Usar los actuadores eléctricos industriales incorrectos en una aplicación resultará en problemas de control de movimiento, problemas de confiabilidad del equipo y tiempo de inactividad.

Publicaciones anteriores del blog han abordado temas como usos apropiados para actuadores neumáticos y por qué los actuadores eléctricos son precisos y repetibles. Esta publicación aclara las diferencias entre actuadores eléctricos rotativos y lineales.

Trayectorias de Movimiento

Un actuador lineal proporciona movimiento de ida y vuelta en línea recta. Los parámetros clave de rendimiento son la distancia recorrida, la velocidad y la aceleración. (Otros incluyen factores como la capacidad de carga). Un punto importante sobre los actuadores lineales eléctricos, y uno que a veces causa confusión, es que el movimiento es proporcionado por un motor eléctrico, que rota. Por lo tanto, un actuador lineal eléctrico convierte el movimiento rotativo en lineal.

Como nota al margen, hay otras formas de actuador lineal eléctrico que no usan un motor eléctrico convencional. Estos incluyen actuadores piezoeléctricos y de bobina de voz, así como motores de inducción lineal. Estos tienen rangos de trabajo muy cortos y están fuera del alcance de esta discusión.

Un actuador rotativo proporciona movimiento en una trayectoria circular alrededor de un eje. La mayoría de los actuadores rotativos pueden recorrer una distancia ilimitada, desde un solo grado o incluso menos hasta muchas revoluciones. Los parámetros clave de rendimiento son la distancia angular movida, el torque aplicado, la velocidad y la aceleración.

Un Vistazo Más Cercano a los Actuadores Lineales Eléctricos

La conversión de la rotación del motor a movimiento lineal se logra de dos maneras. O el motor impulsa una correa ajustada sobre una polea en el extremo del eje del motor o el motor está acoplado directamente a un tornillo de avance. (En ambas configuraciones no es inusual tener algún engranaje entre medio).

En los sistemas de tornillo de avance, una tuerca está montada en el tornillo. A medida que el motor gira, la tuerca se mueve a lo largo del hilo. Una plataforma o carro está montada en la tuerca y se mantiene en su lugar por guías. Girar el motor mueve la plataforma a lo largo del tornillo.

Para evitar que la tuerca choque contra el extremo del tornillo, hay interruptores de límite en cada extremo. Cuando se activan, estos cortan la energía al motor, lo que previene cualquier daño.

Los actuadores lineales eléctricos pequeños y de carga ligera usan motores de 12 o 24V CC. Los motores de 120V CA también son comunes, pero muchos actuadores eléctricos industriales usan energía trifásica de 230V o 460V. Dichos actuadores pueden transportar cargas pesadas y aplicar altas fuerzas.

Una diferencia clave entre los actuadores lineales eléctricos y los cilindros neumáticos es que los primeros pueden detenerse con precisión en cualquier punto a lo largo de su rango de movimiento. Los cilindros neumáticos son difíciles de detener con precisión entre los extremos de su carrera.

El control preciso de posición se logra a través del motor, y hay dos opciones. Un motor paso a paso cuenta pulsos a medida que rota. Cada pulso corresponde a un movimiento angular que el tornillo de avance convierte en distancia. Para moverse a una posición específica, se ordena al motor mover un número de pulsos.

La alternativa es usar un servomotor donde un codificador y controlador rastrean la posición. Los servomotores son más caros que los paso a paso pero proporcionan un control más preciso. Para aplicaciones que requieren alta precisión, los actuadores eléctricos industriales casi siempre usan un servomotor.

Examinando los Actuadores Eléctricos Rotativos

Al igual que con el actuador lineal, el movimiento proviene de un motor eléctrico. Aquí, sin embargo, la rotación del eje se toma a través de un tren de engranajes para girar una plataforma. Las relaciones de engranaje dictan el torque y la velocidad alcanzados con altos niveles de cada uno siendo posibles.

En algunos actuadores rotativos, el motor está montado dentro de la carcasa o soporte de la plataforma; otros lo tienen fuera. Los motores pueden ser CC o CA. Están disponibles actuadores de motor paso a paso y servomotor para proporcionar el nivel de precisión necesario. A diferencia de los actuadores lineales, no hay necesidad de interruptores de límite para proteger el mecanismo en sí. Sin embargo, la aplicación puede necesitar interruptores de límite para evitar el sobrepaso.

Aplicaciones para Actuadores Eléctricos Industriales Lineales y Rotativos

Los actuadores lineales se utilizan para proporcionar una traslación de una ubicación a otra. Los actuadores lineales eléctricos tienen la ventaja sobre los neumáticos de poder detenerse a mitad del movimiento. Esto los hace una buena opción en tareas de manejo de materiales y más generalmente para mover cosas a corta distancia en línea recta.

Los actuadores rotativos se utilizan en aplicaciones como juntas de robots donde proporcionan movimiento angular preciso. La actuación de válvulas y el movimiento de compuertas de transportadores son otros ejemplos.

Al seleccionar actuadores eléctricos industriales, navegar por las especificaciones y opciones puede ser confuso. Los especialistas de JH Foster pueden ayudar.