Prensas servo: funcionamiento y ventajas frente a prensas mecánicas

¿Para qué se usa una prensa servo?

La prensa servo, como su nombre indica, es accionada por servomotor, usada para deformar piezas metálicas bajo alta presión. A diferencia de la prensa mecánica estándar que incluye volante, embrague y freno, la prensa servo proporciona energía completa a diversas velocidades deseadas, pero no a plena capacidad en cada etapa de la carrera.

Comparando prensa mecánica y servo, la velocidad operativa, fuerza máxima y posición de los matrices pueden controlarse más idealmente con la servo. Mientras la velocidad se mantiene constante en el ciclo de producción de una mecánica, tanto la velocidad del eje de salida como la posición de los matrices pueden controlarse con precisión por el servomotor. Las cargas se alimentan y aumentan lentamente para generar potencia en una mecánica estándar; al alcanzar la fuerza máxima cerca del centro de la parte inferior de los matrices, la mecánica invierte dirección y reinicia el ciclo. En comparación, la prensa servo tiene un bucle de retroalimentación cerrado que monitoriza y controla automáticamente la velocidad y cargas de prensado.

La tecnología servo ofrece altas cargas de conformado para aplicaciones flexibles en la carrera de estampado y capacidad de fabricar productos más intrincados logrando tolerancias ajustadas en dimensiones en distintas industrias. Además, requieren mantenimiento fácil, proporcionando deformación metálica limpia, fiable, silenciosa y eficiente. Por ello, son populares en producción automotriz, manufactura convencional o aplicaciones de conformado de alta precisión.

Principio básico de funcionamiento de prensa servo

Las prensas servo vienen en varios tipos: prensa de tornillo de bolas accionada por servomotor, prensa de cigüeñal accionada por servomotor, y más. Los subtipos se introducirán después. El principio universal es prensar y deformar piezas metálicas bajo alta presión repetidamente a velocidad predeterminada. Las herramientas de conformado son los matrices, superiores o inferiores. Bajo control del servomotor y configuración por software, la prensa empujará el matriz superior sobre las piezas o impulsará el inferior contra ellas bajo alta presión. La presión se genera típicamente de sistemas hidráulicos. Como la prensa servo regula velocidad y cargas para optimizar el ciclo, es más versátil y fiable para maquinistas modernos.

Diferentes tipos de prensas servo

Entendidas características, ventajas y principios, aquí una introducción detallada de varios tipos de prensas accionadas por servomotor.

● Prensa servo-hidráulica:

Tanto prensas hidráulicas estándar como servo son soluciones populares de conformado. Las hidráulicas se basan en la ley de Pascal, transfiriendo presión constante en fluido confinado sin pérdida. Un pistón crea fuerza modesta en área pequeña, generando fuerza mayor en otro pistón (área grande). Con alto rendimiento del control servo, la prensa servo-hidráulica se actualiza, logrando mayor velocidad de deslizamiento en conformado. Ideal para aplicaciones complejas: forjado, moldeo, punzonado, conformado de precisión.

● Prensa servo de tornillo de bolas:

Emplean tornillos de bolas para reducir fricción en conformado. Sin volante ni embrague, la velocidad de deslizamiento puede alterarse. También, la velocidad total y fuerza máxima pueden aplicarse en cualquier posición deseada, a diferencia de la mecánica. Mejor para aplicaciones con movimientos rápidos al final del ciclo o carreras largas como extrusión. La capacidad de carga del tornillo y reducción de correa afectan la carga máxima. Aumentando servomotores y husillos, las prensas son más potentes y eficientes.

● Prensa servo de cigüeñal:

Alternativa rentable a la de tornillo de bolas. El servomotor que proporciona alta densidad de par se monta directamente en el eje de accionamiento. Son muy similares a prensas mecánicas convencionales; la diferencia principal es que eliminan volante y embrague. También ideal para aplicaciones de alta carga, empleando dos bielas para asegurar efectividad.

● Prensa servo de biela:

En prensa de biela accionada por servomotor, el mecanismo presenta menor velocidad de deslizamiento y mayor capacidad de carga. El servomotor se monta cerca del centro del matriz inferior. Al reducir la velocidad de deslizamiento, es ventajosa para aumentar velocidad de aproximación y retorno en el ciclo. Otra ventaja fuerte es manejar carga alta a lo largo de carrera larga.

● Prensa servo híbrida:

En prensa híbrida, la articulación de nudillo y mecanismo de biela potencian la prensa al incorporarse con el cigüeñal. También puede combinarse y actualizarse empleando mecanismos de tornillo de bolas.