actuadores

Actuadores

Los actuadores tienen como misión generar el movimiento de los elementos del robot según las ordenes dadas por la unidad de control. Se clasifican en tres grandes grupos, según la energía que utilizan:
Neumáticos
Hidráulicos
Eléctricos
Los actuadores neumáticos utilizan el aire comprimido como fuente de energía y son muy indicados en el control de movimientos rápidos, pero deprecisión limitada. Los motores hidráulicos son recomendables en los manipuladores que tienen una gran capacidad de carga, junto a una precisa regulación de velocidad. Los motores eléctricos son los más utilizados, por su fácil y preciso control, así como por otras propiedades ventajosas que establece su funcionamiento, como consecuencia del empleo de la energía eléctrica. Más tarde se proporcionaráuna comparación detallada entre los diferentes tipos de actuadores utilizados en robótica.
Cada uno de estos sistemas presenta características diferentes, siendo preciso evaluarlas a la hora de seleccionar el tipo de actuador más conveniente. Las características a considerar son, entre otras:
Potencia
Controlabilidad
Peso y volumen
Precisión
Velocidad
Mantenimiento
Coste
Actuadores neumáticos

En ellosla fuente de energía es aire a presión entre 5 y 10 bar. Existen dos tipos de actuadores neumáticos:
Cilindros neumáticos
Motores neumáticos (de aletas rotativas o de pistones axiales).

 
Actuadores hidráulicos
Este tipo de actuadores no se diferencia mucho de los neumáticos. En ellos, en vez de aire se utilizan aceites minerales a una presión comprendida normalmente entre los 50 y 100 bar,llegándose en ocasiones a superar los 300 bar. Existen, como en el caso de los neumáticos, actuadores del tipo cilindro y del tipo motores de aletas y pistones.
Por otra parte, este tipo de actuadores presenta estabilidad frente a cargas estáticas. Esto indica que el actuador es capaz de soportar cargas, como el peso o una presión ejercida sobre una superficie, sin aporte de energía (para mover elembolo de un cilindro sería preciso vaciar este de aceite). También es destacable su eleva capacidad de carga y relación potencia-peso, así como sus características de auto lubricación y robustez.
Los accionamientos hidráulicos se usan con frecuencia en aquellos robots que deben manejar grandes cargas (de 70 a 205kg).  
Las características de control, sencillez y precisión de los accionamientoseléctricos han hecho que sean los mas usados en los robots industriales actuales.
Actuadores eléctricos

Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes:
2)
Motores de corriente continua (DC). Servomotores
Motores paso a paso
Motores de corriente alterna (AC)
 
3)
Motores de corriente continua. Servomotores
  Son los más usados en la actualidad debido a su facilidad decontrol. En este caso, se utiliza en el propio motor un sensor de posición (Encoder) para poder realizar su control.
Los motores de DC están constituidos por dos devanados internos, inductor e inducido, que se alimentan con corriente continua:
El inducido, también denominado devanado de excitación, esta situado en el estator y crea un campo magnético de dirección fija, denominado excitación.
Elinducido, situado en el rotor, hace girar al mismo debido a la fuerza de Lorentz que aparece como combinación de la corriente circulante por él y del campo magnético de excitación. Recibe la corriente del exterior a través del colector de delgas, en el que se apoyan unas escobillas de grafito.
Para que se pueda dar la conversión de energía eléctrica en energía mecánica de forma continua es necesario quelos campos magnéticos del estator y del rotor permanezcan estáticos entre sí. Esta transformación es máxima cuando ambos campos se encuentran en cuadratura. El colector de delgas es un conmutador sincronizado con el rotor encargado de que se mantenga el ángulo relativo entre el campo del estator y el creado por las corrientes rotóricas. De esta forma se consigue transformar automáticamente,...