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White Paper — Actuación Neumática y Eléctrica para Lograr Precisión en el Posicionamiento 7 Posicionamiento en Actuadores Eléctricos Si bien los sistemas electro-neumáticos y de múltiples posiciones ofrecen diversos grados de capacidad de posicionamiento y son la opción adecuada para muchas aplicaciones, es posible que no siempre sean la solución ideal en algunas aplicaciones de posicionamiento que requieren mayor precisión, flexibilidad y confiabilidad. Sin duda, existen ventajas y desventajas en cada una de las tecnologías de posicionamiento mencionadas anteriormente. Para aplicaciones de posicionamiento extremas con máxima flexibilidad, repetibilidad y por lo tanto, máxima confiabilidad, los actuadores eléctricos ofrecen la mejor solución de posicionamiento. A continuación, examinemos más de cerca el posicionamiento utilizando actuadores eléctricos y las ventajas, así como las limitaciones, de los actuadores eléctricos como herramientas precisas de posicionamiento. Actuadores Eléctricos con Accionamiento por Motor Paso a Paso El primer actuador eléctrico que exploraremos es un cilindro eléctrico impulsado por un motor paso a paso, como se muestra en la Figura 8. Los motores paso a paso son dispositivos de entrada digital y, por lo tanto, son particularmente adecuados para aplicaciones donde las señales de control aparecen como pulsos digitales. Un pulso digital enviado a un motor paso a paso desde un controlador de motor paso a paso hace que el motor incremente un ángulo preciso de movimiento. Para un motor paso a paso industrial típico, este pulso digital único recibido hace que el eje del motor paso a paso gire 1.8 grados. Este ángulo de rotación del motor paso a paso es altamente confiable, repetible y preciso. Por lo tanto, para un motor paso a paso instalado en un actuador eléctrico con un husillo de 1/8 de pulgada que recibe 200 pulsos digitales de un controlador, el usuario puede esperar que el movimiento lineal del actuador eléctrico recorra 360 grados o una revolución completa del eje del motor. Esta revolución equivale a un desplazamiento lineal de 1/8 de pulgada del efector final del actuador eléctrico. Esta característica del pulso digital del motor paso a paso es un medio altamente confiable para controlar la rotación del eje y, por lo tanto, el movimiento lineal del actuador eléctrico. La electrónica avanzada del accionamiento paso a paso produce una secuencia de pulsos de onda cuadrada limpia y confiable que llega al motor y resulta en un movimiento confiable del actuador eléctrico. Comparar esta confiabilidad con un actuador de múltiples posiciones o un sistema electro-neumático debería ser evidente. Un actuador de múltiples posiciones solo puede proporcionar unas pocas posiciones discretas, y un sistema electro-neumático típico con una resolución analógica de 10 bits está limitado a 1024 posiciones discretas entre las posiciones máxima y mínima. Suponiendo una carrera de 10 pulgadas, esto significa que la electrónica puede causar, en teoría, un cambio mínimo de 0.010 pulgadas en la posición como resultado de un incremento mínimo. En la práctica, la mayoría de los cilindros electro-neumáticos proporcionan un cambio de posición de aproximadamente 0.1 pulgadas cuando se consideran variables externas como la fricción. Comparado con el movimiento altamente preciso y bien definido de un actuador eléctrico, se puede ver en el ejemplo anterior que el movimiento controlado por el motor paso a paso de nuestro actuador eléctrico puede controlarse fácilmente a 1/8 de pulgada y, en teoría, a algo mucho menor. Es decir, el movimiento lineal del actuador eléctrico puede controlarse a 0.0006 pulgadas, ya que un pulso digital del controlador hará que el eje gire 1.8 grados o uno de 200 movimientos incrementales de una vuelta completa del eje del motor. Para un husillo de 1/8 de pulgada, el movimiento resultante de un pulso digital es de 0.0006 pulgadas. Por lo tanto, es fácil ver que la implementación de una solución eléctrica que consiste en un motor paso a paso puede aumentar enormemente la precisión de la aplicación de posicionamiento. Para ser justos, la mecánica de un actuador de husillo, como la holgura, ciertamente puede influir en el movimiento mínimo que se puede lograr. Pero no es inusual que algunos fabricantes de actuadores eléctricos presuman una holgura de 0.0006 pulgadas o menos, dependiendo de la tecnología mecánica del tornillo. Además, los motores paso a paso proporcionan inherentemente un movimiento más suave que los sistemas electro-neumáticos, lo que naturalmente conduce a un movimiento más preciso y confiable. Una razón de este movimiento más suave y mejorado se debe a la electrónica avanzada que se encuentra dentro de los controladores de motor paso a paso. Figura 8

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