Unidad 2 Actuadores

Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez

Deyser de Jesús Pérez Sarmiento

08270832

Interfaces

Ingeniería en sistemas computacionales

Catedratico:

MC. Walter Torres Robledo

17 de marzo de 2011

Índice general

1. Unidad 2 Actuadores 1

1.1. Electrónicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.2. Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.3. Modo de comunicacíon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2. Mecánicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2.1. Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2.2. Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.3. Modo de comunicacíon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Preguntas 4

Bibliografía 5

i

Capítulo 1

Unidad 2 Actuadores

Un ACTUADOR es un dispositivo inherentemen-te mecánico cuya función es proporcionar fuerza paramover otro dispositivo mecánico. La fuerza que pro-voca el actuador proviene de tres fuentes posibles:Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza mo-triz eléctrica (motor eléctrico o solenoide). Depen-diendo de el origen de la fuerza el actuador se deno-mina �neumático�, �hidráulico� o �eléctrico�.[1]

1.1. Electrónicos

Los actuadores son los dispositivos encargados deefectuar acciones físicas ordenadas por algún sistemade control. Esta acción física puede ser un movimien-to lineal o un movimiento circular según sea el caso.Se le da el nombre de actuadores eléctricos cuando seusa la energía eléctrica para que se ejecuten sus mo-vimientos. Los actuadores eléctricos se utilizan pararobots de tamaño mediano, pues éstos no requierende tanta velocidad ni potencia como los robots dise-ñados para funcionar con actuadores hidráulicos. Losrobots que usan la energía eléctrica se caracterizanpor una mayor exactitud y repetitividad.

Figura 1.1: Ejemplo de actuador electronico

1.1.1. Funcionamiento

Los actuadores tienen como misión general el mo-vimiento de los elementos del robot según las ordenesdadas por la unidad de control. Los actuadores uti-lizados en la robótica.

La estructura de un actuador eléctrico es simpleen comparación con la de los actuadores hidráulicosy neumáticos, ya que sólo requieren de energía eléc-trica como fuente de poder. Como se utilizan cableseléctricos para transmitir electricidad y las señales,es altamente versátil y prácticamente no hay restric-ciones respecto a la distancia entre la fuente de podery el actuador.Existe una gran cantidad de modelos y es fácil uti-

lizarlos con motores eléctricos estandarizados segúnla aplicación. En la mayoría de los casos es necesarioutilizar reductores, debido a que los motores son deoperación continua.Utilización de un pistón eléctrico para el acciona-

miento de una válvula pequeña.La forma más sencilla para el accionamiento con

un pistón, seria la instalación de una palanca solida-ria a una bisagra adherida a una super�cie paralelaal eje del pistón de accionamiento y a las entradasroscadas.Existen Alambres Musculares®, los cuales permi-

ten realizar movimientos silenciosos sin motores. Esla tecnología más innovadora para robótica y auto-mática, como así también para la implementación depequeños actuadores.[2]

1.1.2. Características

Sus características principales son:

Requieren energía eléctrica.

convierte una magnitud eléctrica en una salidamecanica.

Uso para procesos automatizados.

Fácil y aplicaciones diversas.

De acuerdo a sus características se dividen en :

1

Figura 1.2: Motor de corriente continúa

Figura 1.3: Motor de corriente alterna

Figura 1.4: Motor paso a paso

Figura 1.5: Servomotores

1.1.3. Modo de comunicacíon

El actuador representa la interfaz entre el sistemade control de proceso y la válvula.Los comandos de control transmitidos de forma bi-

naria, analógica o a través de bus de campo debenser analizados por el actuador para así posicionar laválvula; a la inversa, el sistema de control de pro-ceso es-pera una respuesta del actuador. Ésta pue-de producirse en forma de mera respuesta de esta-do a través de las señales binarias de salida (p.ej.

par ABIERTA/CERRADA, posición �nal ABIER-TA/CERRADA, fallo, etc.) o el envío de datos di-námicos (p.ej. posición de la válvula) a través de lasalida analógica.

En líneas generales, todos los datos estáticos y di-námicos se encuentran disponibles en todo momentoa través del bus de campo.[3]

1.2. Mecánicos

Los actuadores mecánicos son dispositivos quetransforman el movimiento rotativo a la entrada, enun movimiento lineal en la salida.Los actuadores me-cánicos aplicables para los campos donde se requieramovimientos lineales tales como: elevación, traslacióny posicionamiento lineal. Algunas de las ventajas quenos ofrecen los actuadores mecánicos son: Alta �abi-lidad, simplicidad de utilización, mínima manuten-ción, seguridad y precisión de posicionamiento; irre-versivilidad según el modelo de aplicación, sincronis-mo de movimiento.[4]

Figura 1.6: Ejemplo de actuador mecánico

1.2.1. Funcionamiento

Es importante comprender el funcionamiento delos actuadores para su correcta aplicación.

Funcionamiento del actuador Rotatorio: El objeti-vo �nal del actuador rotatorio es generar un movi-miento giratorio. El movimiento debe estar limitadoa un ángulo máximo de rotación. Normalmente se ha-bla de actuadores de cuarto de vuelta, o 90º; fracciónde vuelta para ángulos diferentes a 90º, por ejemplo180º; y de actuadores multivuelta, para válvulas li-neales que poseen un eje de tornillo o que requierende múltiples vueltas para ser actuados.[5]

2

Figura 1.7: Actuador rotatorio

Para hacer funcionar el actuador neumático, se co-necta aire comprimido a uno de los lados del émboloo veleta (en adelante, solo �émbolo�) generando unafuerza en sentido de la expansión del espacio entre elémbolo y la pared del cilindro o el cuerpo.[5]

Figura 1.8: actuador neumático

Para hacer funcionar el actuador hidráulico, se co-necta la presión hidráulica a uno de los lados delémbolo o veleta (en adelante, solo �émbolo�) gene-rando una fuerza en sentido de la expansión del es-pacio entre el émbolo y la pared del cilindro o elcuerpo. Mediante un dispositivo mecánico que puedeser el conjunto piñón y cremallera, yugo escocés, ouna simple veleta, el movimiento se transforma enrotatorio. Para mover el actuador en sentido contra-rio es necesario introducir aire comprimido en el ladoopuesto del émbolo. El torque que genera el actuadores directamente proporcional a la presión de aceitehidráulico, pero puede ser variable de acuerdo a laposición actual del actuador, si el actuador es de Yu-go Escocés.[5]

Figura 1.9: Actuador hidráulico

1.2.2. Características

Características mas importante de los actuadores.

Figura 1.10: Características de los actuadores

1.2.3. Modo de comunicacíon

Por lo general lo actuadores mecánicos necesitanmás energía que los actuadores electrónicos, ya quetiene mayor tamaña y requiere un mayor fuerza ex-terna.Pueden usar generadores de alta presión u otros

componentes.

3

Preguntas

1.- ¾ Qué es un actuador?Es un dispositivo inherentemente mecánico cuya

función es proporcionar fuerza para mover otro dis-positivo mecánico2.- Menciona por lo menos 2 tipos de actuadores:Mecánico y electrónico3.- ¾Qué se necesita para tener el control de un

actuador electrónico?Una unidad de control4.- Menciona 2 características de un actuador elec-

trónico:Requieren energía eléctrica y se usan en procesos

automatizados5.- ¾Cuáles son sus posibles aplicaciones de un ac-

tuador electrónico? Menciona 2.Para robots y actualmente para alambres muscu-

lares6.- ¾Cuál es su función principal de los actuadores

mecánicos?Convertir un movimiento rotatorio en un movi-

miento lineal7.- ¾A qué tipo de actuador pertenece un motor

paso a paso?Es un actuador electronico8.- Menciona 2 tipos de actuadores mecánicos Ac-

tuador rotatorio y actuador neumático9.- ¾Qué se necesita para hacer funcionar un ac-

tuador neumático?Para hacer funcionar el actuador neumático, se co-

necta aire comprimido a uno de los lados del émboloo veleta (en adelante, solo �émbolo�) generando unafuerza en sentido de la expansión del espacio entre elémbolo y la pared del cilindro o el cuerpo10.- ¾con que tipo de corriente eléctrica funcionan

los actuadores electrónicos?Utilizan los dos tipos de corriente eléctricas la di-

recta y la alterna

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Bibliografía

[1] Eugenio Vildósola C. Soltex Chile S.A.Asociación de la industria eléctrica electró-nica chile. Obtenido el 16/03/2011 desdehttp://www.aie.cl/�les/�le/comites/ca/abc/actuadores.pdf

[2] TV TRONICA, Obtenido el 16/03/2011 desdehttp://www.tvtronica.com.ar/Actuadores.htm

[3] SIPOS AKTORIK, Electric actuatorsand actuator control system, SIPOS 5Flash . Obtenido el 16/03/2011 desdehttp://www.sipos.de/uploads/media/sp-imports/prospekte/elektrische_stellantriebe_-_technik_sipos_5_�ash/technik_sipos_5_�ash-es.pdf

[4] COMATRANS, Comercial de maquinariade transmisión. Obtenido el 16/03/2011 desdehttp://www.pmzcomatrans.com/transmision/actuadores-mecanicos.

[5] LINAK, we improve your life, Li-near actuator technology Obtenido el16/03/2011 desde http://www.linak-latinamerica.com/Products/?id3=1918

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