Posicionamiento de alta precisión

Tipos de dispositivos de posicionamiento de alta precisión

Un sistema de posicionamiento de alta precisión se refiere a la capacidad de ubicar algo de una manera altamente precisa. Se utilizan en muchas industrias diferentes. A continuación, se presentan algunos tipos de sistemas de posicionamiento de alta precisión utilizados en diversas aplicaciones.

• Etapas lineales de precisión

  Las etapas lineales de precisión son dispositivos de posicionamiento de alta precisión que realizan movimientos rectos. Las diapositivas lineales de alta precisión están compuestas por rodamientos, una diapositiva y un desplazador. Aprovechan la perfección de las líneas rectas para mover objetos pesados y ligeros con consistencia y fiabilidad, asegurando precisión y control de precisión. También se pueden apilar entre sí para crear sistemas multieje.

• Etapas rotatorias de precisión

  Al igual que las etapas lineales, las etapas rotatorias proporcionan movimientos angulares precisos. Los actuadores rotatorios de alta precisión se utilizan a menudo en los conjuntos de montaje de telescopios y el posicionamiento de antenas en las estaciones terrestres de satélites, ya que permiten el movimiento a lo largo de uno o más ejes de rotación. A diferencia de las diapositivas lineales, que recorren una trayectoria recta, las mesas rotatorias tienen una trayectoria circular. Las máquinas CNC menos costosas las utilizan para tallar materiales de espuma o madera blanda.

• Codificadores de alta precisión

  Un codificador es un transductor que convierte el movimiento en señales eléctricas que puede leer una computadora. Cuando se utilizan junto con un desplazador y una unidad, los codificadores de alta precisión proporcionan retroalimentación para formar un sistema completo de control de movimiento. Pueden ser rotatorios o lineales, absolutos o incrementales.

• Cajas de engranajes

  Una caja de engranajes toma la salida de un motor y multiplica el torque al mismo tiempo que reduce la velocidad para dar al eje una posición de alta precisión. Una caja de engranajes puede tener un tornillo sin fin, que a menudo se utiliza para bloquear un eje en su posición. Alternativamente, puede utilizar una caja de engranajes planetaria, que es más común en aplicaciones de accionamiento directo.

• Guías

  Las guías son el elemento de movimiento, lo que significa que están conectadas a la carga que se va a mover. A menudo son un riel o una varilla. Las guías lineales tienen un bloque móvil que corre a lo largo de un riel recto y generalmente están soportadas en ambos lados. Las guías rotatorias de alta precisión que se utilizan comúnmente a menudo se denominan platos giratorios o mesas de indexación. Tienen un disco giratorio con un soporte de rodamientos.

Especificaciones y mantenimiento de los posicionamientos de alta precisión

Especificaciones

• Repetibilidad

  La repetibilidad es una de las especificaciones cruciales de un sistema de posicionamiento de alta precisión. Significa que el mecanismo puede reposicionarse en el mismo lugar varias veces sin ninguna desviación.

• Capacidad de carga

  Un posicionador de alta precisión debe poder gestionar una cierta cantidad de peso. Los sensores, la óptica y otros componentes de diferentes pesos se utilizan con frecuencia en aplicaciones científicas e industriales. El dispositivo de posicionamiento exacto debe tener una capacidad de carga especificada para poder soportar el objeto con precisión y estabilidad.

• Relación de engranajes

  Una caja de engranajes con una relación de engranajes definida se encarga de transformar el movimiento del motor en uno más preciso. El posicionamiento angular inicial relativamente bajo de un engranaje planetario de alta precisión se transforma mediante una caja de engranajes con una relación de engranajes de 1:10 a una precisión angular superior de 1/1.000.

• Método de conducción

  Mediante un motor y una correa de accionamiento precisamente unidos, un método de accionamiento de posicionamiento de alta precisión sustituye a otro. El método de accionamiento puede incluir factores como la precisión, la repetibilidad, la estabilidad y la capacidad de carga.

• Controlador

  Un controlador de posición de alta precisión determina parámetros adicionales a través de puntos de ajuste y mecanismos de retroalimentación. También se ocupa de los protocolos de comunicación y los sistemas de interfaz para la interacción hombre-máquina. Los diferentes controladores admiten estrategias de control avanzadas, que pueden proporcionar diferentes tipos de precisión.

• Sistemas de guías

  Un sistema de guías de alta precisión proporciona una plataforma de movimiento estable y precisa para los rieles de deslizamiento lineales, que soportan el movimiento lineal. Otros mecanismos, como las mesas rotatorias, proporcionan movimiento rotatorio.

Mantenimiento

• Inspección periódica:

Compruebe si hay algún daño, desgaste o aflojamiento del conector en las piezas mecánicas. En caso de cualquier anomalía, el usuario debe repararlo o reemplazarlo con prontitud. Compruebe que la conexión eléctrica sea firme y fiable, sin corrosión ni aflojamiento. Asegúrese de que el cable esté intacto y sin roturas.

La correa de accionamiento debe verificarse para garantizar que no esté desgastada ni estirada y para mantener la tensión adecuada para garantizar una transmisión estable y precisa.

• Limpieza:

La plataforma base, las pistas y otras piezas móviles deben limpiarse para eliminar contaminantes como polvo, partículas y residuos para garantizar un movimiento suave y un posicionamiento preciso.

Utilice un fluido de limpieza adecuado para los componentes electrónicos para limpiar las partes expuestas de la electrónica. Evite usar fluidos que sean corrosivos o dañinos para los materiales.

• Lubricación:

  Lubrique periódicamente las piezas móviles, como los rieles y las cremalleras, con lubricantes adecuados. Elija lubricantes que cumplan con las especificaciones relevantes para reducir la fricción y garantizar un movimiento suave, lo que proporciona una mejor precisión de posición.

Para los rodamientos, el usuario debe aplicar grasa de rodamientos de alta precisión para garantizar la suavidad y estabilidad de los rodamientos. El usuario debe inspeccionar periódicamente y determinar si debe reemplazar o agregar grasa según el entorno de trabajo y las condiciones del rodamiento.

Aplicaciones de los sistemas de posicionamiento de alta precisión

Los sistemas de posicionamiento de alta precisión son cruciales en muchas industrias y aplicaciones por su capacidad de crear movimientos precisos y control. Estas son algunas de las formas en que se utilizan en varios sectores:

• Automatización industrial:

  La columna vertebral de la fabricación moderna, la automatización industrial depende en gran medida de los sistemas de posicionamiento de alta precisión. La robótica para tareas de selección y colocación, ensamblaje, envasado, máquinas CNC y el accionamiento y control de componentes a través de redes industriales remotas incorporan el posicionamiento de alta precisión como parte de su automatización.

• Óptica y fotónica:

  Los sistemas de posicionamiento de alta precisión se utilizan para integrar y ensamblar elementos ópticos como lentes y espejos, mover fuentes de luz y detectores, alinear sistemas ópticos para obtener el máximo rendimiento y automatizar la obtención de imágenes y el análisis de muestras. Estos sistemas permiten un control preciso de las trayectorias ópticas, los puntos focales, el campo de visión y la resolución, asegurando resultados precisos y repetibles en aplicaciones ópticas y fotónicas.

• Control y garantía de calidad:

  Los sistemas de posicionamiento de alta precisión se utilizan ampliamente en los procesos de control y garantía de calidad para garantizar la integridad del producto y el cumplimiento de los estándares. Estos sistemas permiten la medición, inspección y prueba precisas de los productos en las distintas etapas de producción. Ayudan en la inspección automatizada, la detección de defectos, el análisis dimensional y de tolerancia, y la validación de la calidad. Al incorporar sistemas de posicionamiento de alta precisión en los procesos de control de calidad, las empresas pueden garantizar que los productos cumplan con los estándares de calidad, minimicen los defectos y mejoren la satisfacción del cliente.

• Textiles e impresión:

  Los sistemas de posicionamiento de alta precisión se utilizan en las industrias textil e impresora para diversas aplicaciones. En la industria textil, permiten un control preciso de los procesos de corte, tejido e impresión de telas, garantizando patrones y tamaños precisos. Los sistemas de posicionamiento de alta precisión también juegan un papel crucial en la industria de la impresión al facilitar el posicionamiento preciso y repetible de cabezales de impresión, sustratos y marcas de registro. Estos sistemas garantizan impresiones de alta calidad con una alineación y un registro precisos, lo que contribuye a la eficiencia y la productividad de las operaciones textiles e impresoras.

• Sala limpia y biotecnología:

  Cuando se trabaja en entornos estériles o que requieren precisión, el posicionamiento de alta precisión es fundamental. La biotecnología lo utiliza para manipular células, ADN y otros componentes a pequeña escala. Las infecciones o los contaminantes pueden crear problemas importantes cuando se trabaja con tecnología de precisión, por lo que mantener la limpieza es vital para el éxito. Las salas limpias requieren métodos estrictos de higiene y control de calidad, lo que convierte a la ingeniería biomédica en un mercado premium para estas herramientas de posicionamiento.

• Ensamblaje de electrónica y fabricación de semiconductores:

  La electromecánica ayuda cuando se necesitan sensores de posición para el control fundamental y los elementos de detección de precisión en máquinas que se utilizan para fabricar semiconductores u otros componentes electrónicos. El posicionamiento de alta precisión permite la colocación exacta de piezas diminutas, como chips, resistencias, condensadores y placas de circuito impreso (PCB). Se requiere un ensamblaje preciso de microelectrónica, al igual que la necesidad de un manejo y alineación precisos durante el proceso de producción. Los sistemas electromecánicos son cruciales para lograr una alta precisión y fiabilidad en el ensamblaje de electrónica y la fabricación de semiconductores, lo que permite la integración perfecta de los componentes electrónicos y allana el camino para el avance tecnológico.

Cómo elegir el posicionamiento de alta precisión

Los sistemas de posicionamiento de alta precisión se eligen en función de varios factores de aplicación y requisitos. Aquí hay algunas cosas a considerar al elegir sistemas de posicionamiento de alta precisión.

• Capacidad de carga útil: La capacidad de carga útil ideal del actuador debe estar en línea con los requisitos de la aplicación. Cuando se hace esto, reduce el riesgo de falla mecánica y permite que el sistema funcione de manera eficiente.
• Precisión y exactitud: El actuador seleccionado debe proporcionar la precisión y exactitud necesarias para la aplicación prevista. Esto puede variar según las diferentes aplicaciones, por lo que es importante determinar exactamente qué nivel de precisión se requiere para la tarea en cuestión. Elegir el nivel de precisión correcto reduce el riesgo de sobreimpulso, subimpulso o inestabilidad en el sistema controlado.
• Velocidad y capacidad de respuesta: La velocidad y la capacidad de respuesta del actuador deben coincidir con las demandas de la aplicación. Ya sea un sistema de movimiento rápido o algo que funciona a un ritmo más moderado, la capacidad del actuador para responder rápida y eficazmente es esencial para mantener un rendimiento óptimo en la aplicación.
• Entorno operativo: El entorno operativo (temperatura, humedad, exposición a productos químicos, etc.) de la aplicación es importante al elegir un actuador. El actuador seleccionado debe poder soportar las condiciones específicas del entorno en el que se utilizará. Al considerar el entorno operativo, las empresas pueden evitar daños, degradación o mal funcionamiento del actuador.
• Interfaces de control: La interfaz de control del actuador de posicionamiento debe ser compatible con el sistema de control general que se utiliza en una configuración. Esto incluye consideraciones como protocolos de comunicación (por ejemplo, CAN, Ethernet, RS-232) y conexiones eléctricas. Asegurarse de que el actuador pueda integrarse sin problemas con otros componentes del sistema de control ayuda a agilizar el desarrollo, simplifica el diseño del sistema y permite una funcionalidad cohesiva en todas las partes de la maquinaria de la aplicación.
• Actuador de movimiento lineal:. Un actuador de movimiento lineal se mueve en línea recta para sujetar objetos o posiciones. Es responsable de empujar o tirar de cargas. Suele estar guiado por un riel. En contraste, un actuador de movimiento rotatorio se utiliza para realizar tareas de rotación. Normalmente, utiliza engranajes para aumentar la precisión y el par.

Preguntas frecuentes sobre el posicionamiento de alta precisión

P: ¿Cuáles son los principales mercados para los sistemas de posicionamiento de alta precisión?

R: El mercado global de sistemas de posicionamiento de alta precisión está en auge, con varias industrias impulsando la demanda. La industria de la maquinaria es el mercado líder, particularmente para los sistemas de fabricación que requieren sistemas de posicionamiento. El sector de la automatización industrial también busca sistemas de alta precisión para automatizar procesos. Las industrias aeroespacial y de defensa necesitan posicionamiento de alta precisión para la tecnología de satélites y naves espaciales, así como para sistemas de armas y guía militares. Otras industrias que utilizan principalmente sistemas de posicionamiento incluyen la robótica, la electrónica, la salud y las industrias ópticas.

P: ¿Cómo distinguen los compradores a los fabricantes genuinos de sistemas de posicionamiento de alta precisión?

R: Es útil comprobar cuántos años lleva el fabricante fabricando sistemas de posicionamiento de alta precisión. Muchos años de experiencia son una buena indicación de que el fabricante conoce bien la industria. El fabricante debe tener un suministro constante de productos de calidad. Los compradores deben solicitar referencias de otras empresas que compran al fabricante. Las buenas relaciones comerciales a largo plazo son una señal de que el fabricante suministra productos de calidad. Los compradores deben visitar las fábricas del fabricante para evaluar formalmente sus procesos de producción. Por último, el fabricante debe ofrecer un excelente soporte técnico y atención al cliente.

P: ¿Qué innovaciones están impactando el diseño y la función de los sistemas de posicionamiento de alta precisión?

R: Las nuevas tecnologías están cambiando la forma en que se fabrican los sistemas de posicionamiento de alta precisión. Las tecnologías de robótica y automatización necesitan funciones inteligentes como autodiagnóstico, mantenimiento predictivo y supervisión remota. Por lo tanto, los fabricantes están instalando tales capacidades en sus sistemas de alta precisión. La computación en la nube es una tecnología de almacenamiento popular para big data. Ayuda a optimizar el almacenamiento y la gestión de datos. Los sistemas de computación en la nube se están utilizando en sistemas de posicionamiento de alta precisión para gestionar grandes cantidades de datos con facilidad. El aprendizaje automático es popular para analizar grandes datos. La tecnología aprende de los patrones de datos y hace predicciones precisas. Los sistemas de posicionamiento de alta precisión están empezando a utilizar algoritmos de aprendizaje automático para el análisis predictivo y la optimización.