La industria manufacturera japonesa enfrenta actualmente una disminución en su población laboral debido al envejecimiento de la sociedad y la baja tasa de natalidad, un problema que se intensifica cada año. Según una encuesta, se estima que para el año 2030 la población en edad laboral (de 16 a 64 años) en Japón será 14 millones menor que la actual. Si la situación no cambia, la escasez de mano de obra se acelerará, afectando gravemente la economía japonesa. Por ello, la automatización industrial (FA, por sus siglas en inglés) será un método esencial para lograr eficiencia laboral y superar los desafíos que enfrenta la industria manufacturera. Dentro de este campo, uno de los principales retos es mejorar la productividad de los equipos de fabricación e inspección de semiconductores, las máquinas que producen piezas automotrices y los equipos de fabricación de baterías recargables.
En este artículo analizaremos el motor lineal, una tecnología que se espera tenga un uso creciente para mejorar la productividad en la automatización industrial, la producción flexible y de volúmenes variables. Un ejemplo de motor lineal es el Chuo Shinkansen lineal de los Ferrocarriles de Japón, un tren maglev que utiliza imanes superconductores. Aunque los motores lineales utilizados en automatización industrial emplean un método diferente, comparten las mismas características. Examinaremos los beneficios que estos motores lineales aportan al mundo de la automatización industrial y presentaremos el sistema de motor lineal que ofrece THK.
Los motores lineales son versiones desenrolladas de los motores rotativos
Los motores lineales tienen la misma estructura que un motor rotativo convencional, pero “desenrollada”, de modo que los polos norte y sur de los imanes se alternan en línea recta. Al hacer pasar una corriente eléctrica a través de la bobina del motor lineal, se generan campos magnéticos alternos que producen una fuerza lineal mediante atracción y repulsión magnética.
Beneficios del uso de un motor lineal
En los últimos años, los motores lineales se han utilizado en diversos tipos de maquinaria e industrias, incluyendo equipos de fabricación de semiconductores y baterías recargables, procesos de ensamblaje de componentes automotrices y dispositivos de transferencia. Los motores lineales ofrecen las siguientes ventajas frente a los sistemas de transmisión que dependen de husillos de bolas u otros elementos mecánicos similares:
1. Movimiento a alta velocidad
La velocidad de un sistema de husillo de bolas está limitada por el valor DN y la velocidad crítica (modo natural del eje del tornillo). En particular, el recorrido puede dificultar el aumento de la velocidad. Los motores lineales no enfrentan estas restricciones, lo que permite movimientos de alta velocidad incluso en recorridos largos.
2. Bajo nivel de ruido, vibración y generación de polvo
La fuerza de empuje se genera mediante una estructura sin contacto, por lo que no hay vibraciones causadas por la rotación del husillo ni por la recirculación de elementos rodantes. Como resultado, este sistema produce bajos niveles de ruido y vibración. Además, no existe el problema de dispersión de grasa, algo común en los sistemas de husillo de bolas.
3. Compatibilidad con múltiples deslizadores
Es posible instalar varios deslizadores en una base de un solo eje y controlarlos de forma independiente. Por ejemplo, pueden colocarse seis deslizadores diferentes en la misma base y operar cada uno por separado.
4. Recorrido largo
El motor lineal también puede manejar recorridos largos al conectar múltiples imanes. (Se requiere un sensor o codificador lineal para detectar las posiciones del recorrido.) Incluso pueden conectarse para formar un desplazamiento superior a 2 metros, e incluso existen solicitudes de recorridos de varias decenas de metros.
Sistema de motor lineal sin escala de THK
El sistema de motor lineal sin escala utiliza un sensor magnético para leer los imanes de accionamiento como si fueran una escala, eliminando la necesidad de un codificador lineal para detectar la posición. Esto reduce el costo del producto en una cantidad equivalente al del codificador no utilizado. A su vez, permite que el producto se emplee en una amplia variedad de aplicaciones de transferencia, que tradicionalmente usan mecanismos de cremallera y piñón o de correa. En particular, la ausencia de una escala facilita su uso en aplicaciones de transferencia de larga distancia, simplemente conectando las unidades LM Guide y las bases. Esta modularización también reduce el tiempo de diseño y ensamblaje.
Esperamos que considere adoptar el sistema de motor lineal sin escala para diversas aplicaciones.
Artículo e imagenes tomadas de https://www.thk.com/sg/en/journal/products/article-01112023-1.html