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Automatizacin y Robtica. Elementos Motores

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Elementos motores Misin:

Generar el movimiento del robot segn las rdenes dadas por la unidad de control.

Tipos: Neumticos (cilindros y motores). Hidrulicos (cilindros y motores). Elctricos (motores DC, AC y paso a paso).

Propiedades importantes: Potencia. Controlabilidad. Peso y volumen. Precisin. Velocidad. Coste y mantenimiento.


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Actuadores neumticos Cilindros.

Movimiento lineal de un mbolo debido a diferencia de presin. Simple efecto y doble efecto. Posicionamiento en los extremos y dificultad de posicionamiento continuo. Funcionamiento simple y mantenimiento econmico. Repetitividad inferior a otros tipos de actuadores Adecuados para manipulacin de piezas pequeas.

Simple efecto Doble efecto


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Actuadores neumticos

Motores rotativos. Ligeros y compactos. Arranque y parada muy rpidas. Velocidad y par variables. Control simple. Difcil control de posicin. Motores de aletas rotativas:

Simples. Dispositivos reductores para aumentar el par.

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


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Actuadores neumticos

Motor de pistones.

Motor de aletas.


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Actuadores hidrulicos

Funcionalmente similares a los neumticos. Grado compresibilidad del aceite muy inferior al del aire: mayor precisin. Elevadas fuerzas y pares: Cargas de hasta 200 Kg. Mantenimiento no muy complejo. Buena repetitividad entre (2.3 y 0.2 mm). No presentan problemas de refrigeracin. Cilindros: Iguales a los neumticos. Motores de aletas rotativas:

Elevado par de arranque y rendimiento (90%). Relativamente econmicos.

Motores de pistones: Cilindrada variable. Construccin compleja.


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Actuadores hidrulicos

Motor de pistones.

Motor de aletas rotativas.


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Actuadores elctricos Son los ms utilizados en los robots industriales actuales:

Fciles de controlar. Sencillos, pero de construccin delicada. Precisos. Alta repetitividad. Ms pesados que los neumticos e hidrulicos a igualdad de potencia.

Motores de corriente continua (DC): Controlados por inducido. Controlados por excitacin.

Motores de corriente alterna (AC): Sncronos. Asncronos.

Motores paso a paso.


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Motor de corriente continua Principio de funcionamiento:

En una bobina cerrada, por la que circula corriente, sometida a un campo magntico se induce una fuerza que la hace girar.

Para mantener la rotacin en el mismo sentido es necesario conmutar el sentido de la corriente.

El campo magntico se produce en el estator. Las bobinas se encuentran en el rotor. Control por inducido: campo magntico

constante y corriente variable. Control por excitacin: campo magntico

variable y corriente constante. Entrada Tensin; Salida Velocidad


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Motor de corriente continua

Esquema:


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Motor de corriente continua Mejoras:

Campo de excitacin mediante imanes permanentes: evitar fluctuaciones.

Bobinado del rotor mediante espiras serigrafiadas: disminucin de inercia.

Eliminacin de escobillas (brushless): menor mantenimiento.

Servomotor: Entrada en tensin; Salida de posicin angular.


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Motor de corriente alterna

Caractersticas: Inductor en el rotor: imanes permanentes. Inducido en estator: 3 devanados decalados 120 elctricos y alimentados

con un sistena trifsico de tensiones. Control de velocidad mediante variacin de la frecuencia de la tensin de

inducido convertidor de frecuencia o variador de velocidad. Sensor de posicin continuo que detecta la posicin del rotor. No presentan problemas de mantenimiento ni de calentamiento. Mayor potencia, a igualdad de peso, que los de corriente continua.


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Motor paso a paso

Caractersticas: El rotor, con polarizacin magntica

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 nmero discreto de grados.

Aumento de la frecuencia de los pulsos progresivamente.

Ligeros y fiables. Potencia y precisin bajas. Giro de pinzas y mesas

posicionadoras.


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Caractersticas de actuadores para robots

Neumtico Hidrulico ElctricoEnerga -Aire a presin -Aceite mineral -Corriente elctricaOpciones -Cilindros

-Motor de paletas-Motor de pistn

-Cilindros-Motor de paletas-Motor de pistones axiales

-Corriente continua-Corriente alterna-Motor paso a paso

Ventajas -Baratos-Rpidos-Sencillos-Robustos

-Rpidos-Alta relacin potencia-peso-Alta capacidad de carga

-Precisos-Fiables-Fcil control-Silenciosos

Desventajas -Dificultad de control continuo-Accesorios-Ruidoso

-Difcil mantenimiento-Accesorios-Fugas-Caros

-Potencia limitada

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