Unidad 2 actuadores

7/25/2019 Unidad 2 actuadores

1/18

Unidad 2. Actuadores

Introduccin.

En el siguiente trabajo se hablara de los tipos de actuadores que hoy en daexisten y de la importancia de cada uno, sus ventajas y desventajas y cada papelque juega cada uno. Con este trabajo se pretende tener ms en claro loscaractersticas de un actuador y las partes que lo componen dependiendo de qu!actuador sea y el tipo.

"os actuadores en tiempo atrs eran solo un dispositivo que el hombre leproporcionaba movimiento a este, se le llamaba actuador #$umano%, con el tiempo&ue muy tedioso su comprensi'n hasta que el hombre decidi' automati(arlos. Acontinuaci'n hablaremos ms de los actuadores, ya que estos actuadores tienencomo misi'n generar el movimiento de los elementos del robot u otros dispositivos

con las que sean integradas seg)n las 'rdenes dadas por la unidad de control. *eclasi&ican en tres grandes grupos, seg)n la energa que utili(an.

2.1 Elctricos.

"os actuadores electr'nicos tambi!n son muy utili(ados en los aparatosmecatr'nicos, como por ejemplo, en los robots de tama+o mediano, pues !stos norequieren de tanta velocidad ni potencia como los robots dise+ados para &uncionarcon actuadores hidrulicos. "os robots que usan la energa el!ctrica secaracteri(an por una mayor exactitud y repetitividad. "os servomotores CA sin

escobillas se utili(aran en el &uturo como actuadores de posicionamiento precisodebido a la demanda de &uncionamiento sin tantas horas de mantenimiento.

2.1.1 Tipos.

- Motores de corriente continua (DC):


2/18

*on los ms usados en la actualidad debido a su &acilidad de control. En estecaso, se utili(a en el propio motor un sensor de posici'n Encoder- para poderreali(ar su control.

"os motores de C estn constituidos por dos devanados internos, inductor einducido, que se alimentan con corriente continua/

El inducido, tambi!n denominado devanado de excitaci'n, est situado en elestator y crea un campo magn!tico de direcci'n &ija, denominado excitaci'n.

El inducido, situado en el rotor, hace girar al mismo debido a la &uer(a de "orent(que aparece como combinaci'n de la corriente circulante por !l y del campomagn!tico de excitaci'n. 0ecibe la corriente del exterior a trav!s del colector dedelgas, en el que se apoyan unas escobillas de gra&ito.

1ara que se pueda dar la conversi'n de energa el!ctrica en energa mecnica de&orma continua es necesario que los campos magn!ticos del estator y del rotor

permane(can estticos entre s. Esta trans&ormaci'n es mxima cuando amboscampos se encuentran en cuadratura. El colector de delgas es un conmutadorsincroni(ado con el rotor encargado de que se mantenga el ngulo relativo entre elcampo del estator y el creado por las corrientes rotoricas. e esta &orma seconsigue trans&ormar automticamente, en &unci'n de la velocidad de la mquina,la corriente continua que alimenta al motor en corriente alterna de &recuenciavariable en el inducido. Este tipo de &uncionamiento se conoce con el nombre deautopilotado.

Al aumentar la tensi'n del inducido aumenta la velocidad de la mquina. *i elmotor esta alimentado a tensi'n constante, se puede aumentar la velocidad

disminuyendo el &lujo de excitaci'n. 1ero cuanto ms d!bil sea el &lujo, menor serel par motor que se puede desarrollar para una intensidad de inducido constante,mientras que la tensi'n del inducido se utili(a para controlar la velocidad de giro.

En los controlados por excitaci'n se act)a al contrario. Adems, en los motorescontrolados por inducido se produce un e&ecto estabili(ador de la velocidad de girooriginado por la realimentaci'n intrnseca que posee a trav!s de la &uer(acontraelectromotri(. 1or estos motivos, de los dos tipos de motores C es elcontrolado por inducido el que se usa en el accionamiento con robots.

1ara mejorar el comportamiento de este tipo de motores, el campo de excitaci'nse genera mediante imanes permanentes, con lo que se eval)an &luctuaciones del

mismo. Estos imanes son de aleaciones especiales como sumariocobalto.Adems, para disminuir la inercia que poseera un rotor bobinado, que es elinducido, se construye este mediante una serie de espiras serigra&iadas en undisco plano, este tipo de rotor no posee apenas masa t!rmica lo que aumenta losproblemas de calentamiento por sobrecarga.


3/18

"as velocidades de rotaci'n que se consiguen con estos motores son del orden de3444 a 5444 rpm con un comportamiento muy lineal y bajas constantes de tiempo."as potencias que pueden manejar pueden llegar a los 3467.

Como se ha indicado, los motores C son controlados mediante re&erencias develocidad. Estas normalmente son seguidas mediante un bucle deretroalimentaci'n de velocidad anal'gica que se cierra mediante una electr'nicaespec&ica accionador del motor-.

- Motores de corriente alterna (AC):

*incronos.

Asncronos.

- Motores paso a paso:

"os motores paso a paso generalmente no han sido considerados dentro de losaccionamientos industriales, debido principalmente a que los pares para los queestaban disponibles eran muy peque+os y los pasos entre posicionesconsecutivas eran grandes. En los )ltimos a+os se han mejorado notablementesus caractersticas t!cnicas, especialmente en lo relativo a su control, lo que hapermitido &abricar motores paso a paso capaces de desarrollar su&icientes enpeque+os pasos para su uso como accionamientos industriales. Existen tres tiposde motores paso a paso/

e imanes permanentes.

e reluctancia variable.$bridos.

2.1.2 Funcionaiento.

Como se utili(an cables el!ctricos para transmitir electricidad y las se+ales, esaltamente verstil y prcticamente no hay restricciones respecto a la distanciaentra la &uente de poder y el actuador. Existe una gran cantidad de modelos y es&cil utili(arlos con motores el!ctricos estandari(ados seg)n la aplicaci'n. En lamayora de los casos es necesario utili(ar reductores, debido a que los motores

son de operaci'n continua.

2.1.! Caracter"sticas.

"as caractersticas de control, sencille( y precisi'n de los accionamientosel!ctricos han hecho que sean los ms usados en los robots industriales actuales,como por ejemplo el uso de un robot en &abrica de autos en el pintado.


4/18

2.1.# Modo de counicacin.

"os actuadores el!ctricos se comunican mediante el &uncionamiento de losmismos, ya que si una parte llega a &allar no se puede reali(ar la acci'n que serequiere para llevar a cabo su movimiento.

- $istea de %lla&e de se'uridad%:Este m!todo de llave de seguridad para laretenci'n de las tapas del actuador, usa una cinta cilndrica &lexible de aceroinoxidable en una ranura de desli(amiento labrada a mquina. Esto elimina laconcentraci'n de es&uer(os causados por cargas centradas en los tornillos de lastapas y helicoils. "as "laves de *eguridad incrementan de gran &orma la &uer(a delensamblado del actuador y proveen un cierre de seguridad contradesacoplamientos peligrosos.

- in con ranura:Esta ranura en la parte superior del pi+'n provee unatransmisi'n autocentrante, directa para indicadores de posici'n e interruptores deposici'n, eliminando el uso de bridas de acoplamiento. 8ajo la norma 9amur-.

- Co*inetes de epale:Estos cojinetes de empalme barrenados y enroscadossirven para simpli&icar el acoplamiento de accesorios a montar en la parte superior.8ajo normas :*; :-.

- ase de aire 'rande:"os conductos internos para el pasaje de aire extragrandes permiten una operaci'n rpida y evita el bloqueo de los mismos.

- Muoneras:Una mu+onera de nuevo dise+o y de mxima duraci'n,permanentemente lubricada, resistente a la corrosi'n y de &cil reempla(o,extiende la vida del actuador en las aplicaciones ms severas.

- Construccin:*e debe proveer &uer(a mxima contra abolladuras, choques y&atiga. *u pi+'n y cremallera debe ser de gran calibre, debe ser labrado conmaquinaria de alta precisi'n, y elimina el juego para poder obtener posicionesprecisas.


5/18

- Cerai'ard:*uper&icie &uerte, resistente a la corrosi'n, parecida a cermica.1rotege todas las partes del actuador contra desgaste y corrosi'n.

- +e&estiiento:Un revestimiento doble, para proveer extra protecci'n contraambientes agresivos.

- Acople:Acople o desacople de m'dulos de reposici'n por resorte, o deseguridad en caso de &alla de presi'n de aire.

- Tornillos de a*uste de carrera:1rovee ajustes para la rotaci'n del pi+'n enambas direcciones de viaje? lo que es esencial para toda vlvula de cuarto devuelta.

- Muoneras radiales , de car'a del pin: @u+oneras reempla(ables queprotegen contra cargas verticales. @u+oneras radiales soportan toda carga radial.

- $ellos del pin - superior e inerior:"os sellos del pi+'n estn posicionadospara minimi(ar todo hueco posible, para proteger contra la corrosi'n.

- +esortes indestructiles de se'uridad en caso de alla:Estos resortes sondise+ados y &abricados para nunca &allar y posteriormente son protegidos contra lacorrosi'n. "os resortes son clasi&icados y asignados de &orma particular paracompensar la p!rdida de memoria a la cual est sujeta todo resorte? para unaverdadera con&ian(a en caso de &alla en el suministro de aire.

2.2 Mec/nicos.

"os Actuadores @ecnicos son dispositivos que utili(an energa mecnica para su&uncionamiento. En &unci'n de la &uente de energa utili(ada pueden serneumticos o hidrulicos, es decir, los actuadores mecnicos son dispositivos quetrans&orman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en lasalida. "os actuadores mecnicos aplicables para los campos donde se requieramovimientos lineales tales como/ elevaci'n, traslaci'n y posicionamiento lineal.

Tipos de Autoati0ado

- idraulicos:son aquellos que se transmiten a trav!s de lquidos cuando son

presionados. 1or ejemplo una gr)a o un volquete de carga pesada/


6/18

- euaticos:son aquellos que &uncionan mediante la &uer(a de aire comprimido.Ej/ lavacoches.

Ma3uina la&acoc4es

Mecanismos de funcionamiento por presin, Lavar y vuelco seco que

comprende 4 cepillos verticales y 1 cepillo horizontal controlados por

transductores de potencia.


7/18

2.2.2 Funcionaiento.Cuando un proceso de automati(aci'n se reali(a sin la intervenci'n humanadecimos que se trata de un proceso automati(ado. "a automati(aci'n permite laeliminaci'n #total% o parcial de la intervenci'n del hombre. "os automatismos sondispositivos de reali(ar tareas sin la intervenci'n humana. Algunas mquinas comalas lavadoras tienen programadores y las ordenes que proporcionan se llamanprogramas.

2.2.! Caracter"sticas.

Alta &iabilidad, simplicidad de utili(aci'n, mnima manutenci'n, seguridad yprecisi'n de posicionamiento? irreversibilidad seg)n el modelo de aplicaci'n,sincronismo de movimiento. En el &uncionamiento de los automatismos secaracteri(a por tres &ases/

Entrada de datos u 'rdenes.Control de los datos.

0eali(aci'n de tareas concretas.

2.2.# Modo de counicacin.Cuando aplicamos una &uer(a sobre una super&icie determinada decimos queejercemos presi'n. Cuando ms grande sea la super&icie sobre la cual aplicamosla &uer(a ms peque+a ser la presi'n que ejercemos encima, y cuanto mspeque+a sea la super&icie mayor ser la presi'n.

En el *: la &uer(a se mide en 9etones y la super&icie en mB. El cociente entreestas unidades nos da la unidad de presi'n, los 1ascales. 1a D*.

En neumtica el pascal resulta una unidad muy peque+a, por eso se utili(a un 8arque es igual a 34< pascales. ;tras unidades que se utili(an para medir la presi'nson/ atm's&eras que equivalen a la presi'n atmos&!rica nivel del mar.

2.! idr/ulicos.

"os actuadores hidrulicos, que son los de mayor antigFedad, pueden serclasi&icados de acuerdo con la &orma de operaci'n, &uncionan en base a &luidos apresi'n.

2.!.1 Tipos.


8/18

- Cilindro 4idr/ulico:e acuerdo con su &unci'n podemos clasi&icar a loscilindros hidrulicos en 2 tipos/

Efecto simple:se utili(a &uer(a hidrulica para empujar y una &uer(a externa,di&erente, para contraer.

Accin u efecto doble:*e emplea la &uer(a hidrulica para e&ectuar ambasacciones.

- Motor 4idr/ulico:En los motores hidrulicos el movimiento rotatorio esgenerado por la presi'n. Estos motores los podemos clasi&icar en dos grandesgrupos/ El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes son accionadosdirectamente por aceite a presi'n, y el segundo, de tipo oscilante, el movimientorotatorio es generado por la acci'n oscilatoria de un pist'n o percutor? este tipotiene mayor demanda debido a su mayor e&iciencia.

- Motor 4idr/ulico de oscilacin/ Giene como &unci'n, el absorber undeterminado volumen de &luido a presi'n y devolverlo al circuito en el momentoque !ste lo precise.

2.!.2 Funcionaiento.

"a misi'n de los actuadores es generar o transmitir movimiento a pie(as oelementos, previas 'rdenes dadas por la unidad de control y mando. "osactuadores hidrulicos utili(an como energa aceites minerales, que trabajan apresi'n entre


9/18

2.!.! Caracter"sticas.

"as bombas hidrulicas son los elementos encargados de impulsar el aceite olquido hidrulico, trans&ormando la energa mecnica rotatoria en energahidrulica.

2.!.# Modo de counicacin.

1or lo general, los actuadores hidrulicos se emplean cuando lo que se necesitaes potencia, y los neumticos son simples posicionamientos. *in embargo, loshidrulicos requieren demasiado equipo para suministro de energa, as como demantenimiento peri'dico. 1or otro lado, las aplicaciones de los modelosneumticos tambi!n son limitadas desde el punto de vista de precisi'n ymantenimiento.

r/ctica de la unidad 2. Actuadores


10/18

;bejetivos/


11/18

Crear un actuador con materiales de un vibrador detele&ono y dos bateras de 5 voltios la cualproporcionar energa su&iciente para hacer que el

vibrador actue de manera que esta empuje hacia unadireccion un cepillo dental, siendo esta el ejemplo deun actuador de la unidad 2 de sistemas programables.

Materiales:

1 cepillo dental.

- 1 &irador de celular.

- 2 ater"as de ! &oltios c5u.

- 16 c de cale utp.

- Caut"n , 7rasa.

- Cinta de dole pe'ado.


12/18

+8CEDIMIET8$:

A$81:quitarle la Cabe(a al cepillo dental.

A$8 2:destren(ar el cable Utp.

A$8 !:soldar un peda(o del cable Utp destren(ado a uno de los extremos del vibrador.

A$8 #:pegar con la cinta de doble pegado las bateras y el vibrador a la cabe(a del cepillo dedientes.

A$8 9:con el cable soldado en el extremo del vibrador unirlo con cinta a las bateras las cualesse encuentran apiladas.

aso :Cucaracha 0obot Dinali(ada.

:magenes.
http://3.bp.blogspot.com/-m6dWMU9_yEc/VgWSD7ywKWI/AAAAAAAAACA/btNmQw9Iw-k/s1600/1.jpghttp://3.bp.blogspot.com/-m6dWMU9_yEc/VgWSD7ywKWI/AAAAAAAAACA/btNmQw9Iw-k/s1600/1.jpg


13/18
http://1.bp.blogspot.com/-PJZUKREh2eY/VgWSPWzL2QI/AAAAAAAAACI/vlYx266RB14/s1600/2.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-PJZUKREh2eY/VgWSPWzL2QI/AAAAAAAAACI/vlYx266RB14/s1600/2.jpg


14/18


15/18

>ideo sobre el actuador &uncional/

Conclusi'n/"os actuadores son dispositivos capaces de generar una &uer(a a partir delquidos, de energa el!ctrica y de gas. "os actuadores hidrulicos se empleancuando lo que se necesita es potencia, pero es muy costosa. "os actuadoresel!ctricos tambi!n son muy utili(ados en los aparatos mecnicos y electr'nicos."os actuadores neumticos, los ms usados en las industrias son actuadores deposicionamiento, es decir/ posicionar objetos.

En esta practica &ue un claro ejemplo de como pueden ser usados o aplicados losactuadores haciendolos &uncionar con otros materiales integrados, por ejemplo elvibrador del celular &ue soldado con cables en la cual se unio con dos baterias lacual le proporcionaba ejergia y mediante esa energia aplicada se podia hacermover los dientes del cepillo dental hacia di&erentes direcciones, siendo asi unactuador &uncional.


16/18

ractica II. Actuador con

sensor ultrasnico inte'rado.El alumno debera conocer todos los tipos de sensores que existen, como tambi!nestudiarlos en su, e&inici'n,Caractersticas,Duncionamientos.

Aplicacion/ hacer un actuador que avise y encienda un aparato electr'nico pormedio de la distancia.

Materiales:

3 Arduino mega3 un sensor ultrasonico3 &uente de voltaje de < v. C3 led rojo3 led verde3 8loque de relevadores xH34 cm de cable utp.

Cautn y Irasa.

+8CEDIMIET8:1A*; 3/ destren(ar el cable Utp.1A*; 2/ Conectar los led rojo, verde y el bloque de relevadores al negativo

1A*; 5/ conectar el sensor al arduino en los pines J al positivo del sensor,pin K al pin hecho delsensor ,pin < al pin request del sensor y pin H al negativo del sensor.


17/18

1A*; H/ Conectar el pin L al led rojo, el pin M al led verde y pin 34 al pin sin de un relevador delgrupo, de igual &orma conectar el grupo de relevador al alimentador del arduino.

1A*;


18/18

de sensores y sus caractersticas para dise+ar sistemas de clasi&icaci'n yreconocimiento de patrones para que operen dentro de las normas y restriccionesdel mecanismo en el que se est trabajando.

En la actualidad los sensores se han convertido en dispositivos &undamentalespara la reali(aci'n de instrumentos y herramientas en las actividades del hombreen las industrias de la misma manera que los actuadores aaplicados enmaquinarias pesadas como elevacion de carga de un volquete, ya sea para susnecesidades como ser, protecci'n, prevenci'n, comodidad, seguridad, etc. o para&uentes econ'mico como ser, ventas, negocios, etc.

8libliogra&a/

http/.pm(comatrans.comtransmisionactuadoresmecanicos

http/.in&oab.uclm.eslabelec*olarelectronicaelementosElectricos.htm

https/es.iOipedia.orgiOiActuador

Unidad 2 actuadores

Documents

Transcript of Unidad 2 actuadores