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Las unidades de localización desempeñan un papel central en la mecánica y son esenciales para los diseñadores en muchas aplicaciones diferentes. En este artículo repasaremos cómo funcionan las unidades de localización, sus distintos tipos y sus aplicaciones.
Una unidad de localización, platina de posicionamiento o plataforma es un componente que sirve para colocar una pieza de trabajo o herramienta en una posición específica. La platina de posicionamiento se puede alinear horizontal o verticalmente y generalmente se monta con su cuerpo principal en una placa base estable. La posición de la plataforma móvil se puede cambiar girando una biela o ajustando un tornillo. Alternativamente, la posición puede ajustarse mediante una varilla roscada o un accionamiento del husillo.
La función principal de las unidades de localización es realizar un movimiento preciso de las piezas de trabajo o herramientas en una dirección específica o alrededor de un eje. Aquí se utilizan varios sistemas de guía, a través de los cuales se implementa el movimiento lineal en una dirección específica o un movimiento giratorio preciso alrededor de un eje.
Los sistemas multieje combinan varios tipos de movimiento para realizar secuencias de movimiento más complejas. Dependiendo del diseño de la unidad de localización, el diseño puede centrarse en la alta precisión, la baja altura de construcción o las longitudes de carrera grandes.
Hay muchos tipos diferentes de unidades de localización que son adecuadas para diversas aplicaciones. A continuación se enumeran los tipos más comunes con sus respectivas propiedades. Las unidades de localización son unidades mecánicas con guías, mecanismos de alimentación y cierres a presión.
Las plataformas constan de un cuerpo base, que se fija a una superficie dentro del sistema mecánico, y una plataforma móvil en la que pueden fijarse las piezas de trabajo o las herramientas. Por medio de un mecanismo de ajuste, la plataforma móvil se mueve contra el cuerpo base ya sea lineal o rotacionalmente. Mediante la combinación de etapas de posicionamiento con diferentes ejes lineales y de rotación, se pueden llevar a cabo procesos de posicionamiento y ajuste tridimensionales a lo largo de los ejes X, Y y Z, así como movimientos de rotación con un alto grado de precisión.
Las plataformas lineales representan el tipo de posicionamiento más simple y utilizado con más frecuencia. La plataforma móvil se mueve a lo largo de un eje fijo durante el movimiento lineal. La posición de la plataforma se determina mediante un tornillo de ajuste.
Con las plataformas de rotación, la parte móvil de la plataforma de posicionamiento se hace girar contra el cuerpo de la base para permitir una rotación de la pieza de trabajo o herramienta acoplada a ella. Se puede realizar un ajuste angular de hasta 0,5°.
Las plataformas de goniómetro tienen una superficie de contacto en forma de arco entre el cuerpo principal y la parte móvil de la plataforma de posicionamiento. Como resultado, la rotación de la pieza de trabajo montada en la platina es posible gracias a un eje que se encuentra por encima de la unidad de localización. Debido al desplazamiento del eje giratorio, el radio de movimiento de la plataforma de goniómetro solo cubre un pequeño rango angular, pero como resultado se pueden realizar procesos de ajuste muy precisos con diferencias angulares de hasta 0,1°.
A la hora de seleccionar el sistema de gestión adecuado, deben considerarse detalladamente los requisitos derivados de la aplicación prevista. Además de la capacidad de carga y las tolerancias con respecto a la rectitud, inclinación y paralelismo, las características de los sistemas de guía, posición y sujeción deben someterse a una prueba más precisa.
En función de los requisitos de suavidad de marcha, precisión, capacidad de carga y velocidad al guiar las plataformas móviles, pueden utilizarse distintos perfiles de guía lineal. Los perfiles de guía lineal más comunes incluyen guías de cola de milano, guías de rodillo transversal y guías de bola.
| Guía de riel de cola de milano | Guías de rodillo transversal | Guías de bola | |
|---|---|---|---|
| Estructura | Una ranura o perfil de perfil trapezoidal deslizante facilita la guía. | Los rodillos cilíndricos cerrados se colocan alternativamente transversalmente y se encuentran entre dos rieles de ranura. El movimiento del rodillo tiene un efecto en las buenas cualidades de la guía. | Las bolas de acero corren en ranuras con forma de arco gótico, que se incorporan en los perfiles de la mesa. El movimiento del rodillo tiene un efecto en las buenas cualidades de la guía. |
| Rectitud | Estándar: 50 μ Alta precisión: 30 μ |
Estándar: 50 μ Alta precisión: 3 μ |
Alta precisión: 1 μ Cajas de cambios del motor |
Hay varios mecanismos de control disponibles para ajustar la posición de los respectivos tipos de sistemas de guía en las platinas. La selección del mecanismo de control tiene un efecto directo sobre la precisión y la distancia de recorrido, que se puede lograr girando el tornillo de ajuste.
| con accionamiento del piñón | Tornillo de ajuste | Tornillo de ajuste | Tornillo del micrómetro | Tornillo del micrómetro (ajuste aproximado/fino) | Tornillo de micrómetro digital | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mecanismo de guía | Guía de cola de milano | Guía de cola de milano | Guía de bola de rodillo transversal/lineal | Guía de bola de rodillo transversal/lineal | Guía de bola de rodillo transversal/lineal | Guía de bola de rodillo transversal/lineal |
| Viaje por revolución | 17 - 20 mm | 0.5 a 10 mm | 0.5 a 1 mm | 0.5 mm | 0.025 a 0.5 mm | 0.5 mm |
| Adecuado para avance rápido | ✓ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ |
| Adecuado para alimentación fina | ❌ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ ✓ | ✓ ✓ |
| Adecuado para posicionamiento preciso | ❌ | ❌ | ✓ | ✓ | ✓ ✓ | ✓ ✓ |
| Características especiales | Paso de tornillo libremente seleccionable | Menos caro que el tornillo del micrómetro | Posicionamiento de precisión en incrementos de 0.01 mm | Posicionamiento de precisión en incrementos de 0.5 μ Permite un avance más fino que los tornillos de micrómetro convencionales |
Posicionamiento de precisión en incrementos de 0.1 μ Con pantalla digital Permite un avance más fino que los tornillos de micrómetro convencionales |
Las unidades de localización se fijan mediante tornillos, bloqueos o abrazaderas de palanca. Mientras que los tornillos y bloqueos impiden el movimiento de la plataforma mediante una conexión entre el cuerpo principal y la plataforma móvil, las abrazaderas de la palanca fijan el mecanismo de control en sí.
| Dispositivo de sujeción estándar | Bloqueo de escritura | Abrazadera opuesta | Abrazadera ranurada | Abrazadera de elevación | |
|---|---|---|---|---|---|
| Propiedades | La placa de sujeción se presiona lateralmente contra la mesa mediante un tornillo de sujeción. Esta es la solución estándar rentable. | La mesa se inmoviliza bloqueando un disco. La superficie de la mesa permanece sin tensión. Se evitan los cambios de posición. | En el lado opuesto del tornillo del micrómetro, el portador se fija con un tornillo. Para una mayor resistencia a las vibraciones y aún más potencia de sujeción, el tornillo está asegurado con una tuerca. | El eje del mango de ajuste está sujeto directamente. En comparación con el diseño convencional, esta solución logra una mayor fuerza de retención. | El efecto de sujeción final del tornillo de sujeción se consigue mediante una palanca de fácil manejo. |
Las aplicaciones de las unidades de localización son diversas y tienen lugar allá donde las piezas de trabajo o herramientas deben alinearse con precisión. Algunos ejemplos del uso de unidades de localización son:
Se deben tener en cuenta algunos factores al seleccionar e integrar unidades de localización. Estos incluyen:
