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UNIDAD 4
TECNOLOGIAS E INTERFACES DE
COMPUTADORAS
4.3. ACTUADORES.
Para que un sistema electrónico de control
pueda controlar un proceso o producto es
necesario que pueda actuar sobre el mismo.
Los dispositivos que realizan esta función
reciben diversos nombres, entre ellos:
accionamientos y actuadores.
Se considera, en general, que es todo
“dispositivo que convierte una magnitud eléctrica
en una salida generalmente mecánica, para que
pueda provocar un efecto sobre el proceso”
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DEFINICIÓN: Elemento capaz de intervenir en
el proceso que pretendemos controlar.
 Un actuador es un dispositivo capaz de
transformar energía hidráulica, neumática o
eléctrica en la activación de un proceso con la
finalidad de generar un efecto sobre un
proceso automatizado.
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Este recibe la orden de un regulador o
controlador y en función a ella genera la
orden para activar un elemento final de
control como, por ejemplo, una válvula.
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Los actuadores son todos aquellos dispositivos
que al contrario de los sensores, tienen la
capacidad de transformar una magnitud
eléctrica en una magnitud física (posición,
rotación, activación de solenoides, etc.) por
medio de ellos la unidad de control puede
”manipular” el comportamiento del motor para
que se ajuste a las condiciones óptimas de
funcionamiento. Ejemplo de ellos, son los
inyectores, bobinas de encendido, válvula EGR,
sistema EVAP, motores de los abanicos, etc.
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AUTÓMATAS
 Los autómatas son capaces de manejar tensiones y corrientes
de nivel industrial, gracias a que disponen un bloque de
circuitos de interfaz de E/S muy potente, que les permite
conectarse directamente con los sensores y accionamientos
del proceso.
 De entre todos los tipos de interfaces que existen, las
interfaces especificas permiten la conexión con elementos
muy concretos del proceso de automatización. Se pueden
distinguir entre ellas tres grupos bien diferenciados :
Entradas / salidas especiales.
Entradas / salidas inteligentes.
Procesadores periféricos inteligentes.
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CLASIFICACIÓN DE ACTUADORES
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Según el tipo de energía empleada:
Accionamientos eléctricos.
Accionamientos neumáticos.
Accionamientos hidráulicos.
Accionamientos térmicos.
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4.3.1 HIDRÁULICOS.
Los actuadores hidráulicos se emplean
cuando lo que se necesita es potencia, y los
neumáticos son simples posicionamientos.
Sin embargo, los hidráulicos requieren
demasiado equipo para suministro de energía,
así como de mantenimiento periódico. Por
otro lado, las aplicaciones de los modelos
neumáticos también son limitadas desde el
punto de vista de precisión y mantenimiento.
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COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA
HIDRÁULICO:
Bombas hidráulicas
Acumuladores
Actuadores hidráulicos
Válvulas hidráulicas
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ACTUADORES HIDRÁULICOS
FUNCION:
 Son los encargados de dotar de movimiento a la
estructura mecánica. Los actuadores hidráulicos,
pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de
operación, función en base a fluidos a presión.
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EXISTEN DOS GRANDES GRUPOS:
CILINDRO HIDRÁULICO
MOTOR HIDRÁULICO
 Cilindro hidráulico:
De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros
hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el
primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una
fuerza externa, diferente , para contraer. El segundo tipo se
emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones .
 Motor hidráulico
En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado
por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos
grandes grupo: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los
engranes son accionados directamente por aceite a presión y el
segundo de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado
por la acción oscilatoria de un pistón o percutor. Este tipo tiene
mayor demanda debido
a su Emayor
eficiencia
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INTERFACES DE
COMPUTADORAS
4.3.2 NEUMÁTICOS.
 El trabajo realizado por un actuador neumático
puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal
se obtiene por cilindros de émbolo (éstos
también proporcionan movimiento rotativo con
variedad de ángulos por medio de actuadores del
tipo piñón-cremallera). También encontramos
actuadores neumáticos de rotación continua
(motores neumáticos), movimientos combinados
e incluso alguna transformación mecánica de
movimiento que lo hace parecer de un tipo
especial.
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CLASIFICACIÓN:
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ACTUADORES LINEALES
Los cilindros neumáticos independientemente de
su forma constructiva, representan los actuadores
más comunes que se utilizan
en los circuitos neumáticos. Existen dos tipos:
Cilindros de simple efecto,
con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en
un sentido.
 Cilindros de doble efecto,
con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de
salida y retroceso. Más adelante se describen una gama variada
de cilindros con sus correspondientes símbolos .
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ACTUADORES DE GIRO
Los actuadores rotativos son los encargados de transformar la
energía neumática en energía mecánica de rotación.
Dependiendo de si el móvil de giro tiene un ángulo limitado o no,
se forman los dos grandes grupos a analizar:
 Actuadores de giro limitado,
que son aquellos que proporcionan movimiento de giro pero no
llegan a producir una revolución(exceptuando alguna mecánica
particular como por ejemplo piñón –cremallera). Existen
disposiciones de simple y doble efecto para ángulos de giro de
90º, 180º..., hasta un valor máximo de unos
300º(aproximadamente).
 Motores neumáticos,
que son aquellos que proporcionan un movimiento rotatorio
constante. Se caracterizan por proporcionar un elevado número
de revoluciones por minuto.
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ACTUADORES ESPECIALES
 Un ejemplo son los cilindros que debe trabajar en atmósferas
agresivas o contaminantes.
Particularidades:
 vástago de acero inoxidable, acero resistente a los ácidos o
aleaciones especiales.
 1) Cilindro telescópico
Elementos de elevado coste que encuentran su aplicación en
largas carreras con mínimo espacio de recogida.
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 2) Cilindro de doble vástago
Tiene un vástago corrido hacia ambos lados. El guiado del
vástago es mejor porque dispone de dos cojinetes y la distancia
entre éstos permanece constante. Por eso, este cilindro puede
absorber.
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COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA
NEUMÁTICO:
Compresores y depósitos de aire
Sistemas de preparación del aire comprimido
Actuadores neumáticos
 Válvulas neumáticas
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ALGUNOS EJEMPLOS SON:
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4.3.3 ELÉCTRICOS.
Los actuadores eléctricos también son muy
utilizados en los aparatos mecatrónicos, como
por ejemplo, en los robots. Los servomotores
CA sin escobillas se utilizaran en el futuro
como actuadores de posicionamiento preciso
debido a la demanda de funcionamiento sin
tantas horas de mantenimiento.
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TIPOS DE ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS:
 Motor de corriente continua
 Motor de corriente alterna (asíncrono, jaula de
ardilla)
 Motor de corriente alterna (rotor bobinado)
 Motor paso a paso
 Servomotores.
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 Los actuadores eléctricos se utilizan para robots de
tamaño mediano, pues éstos no requieren de tanta
velocidad ni potencia como los robots diseñados
para funcionar con actuadores hidráulicos.
Los robots que usan la energía eléctrica se
caracterizan por una mayor exactitud y repetitividad .
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¿POR QUÉ EL ACCIONAMIENTO
ELÉCTRICO?
 Los actuadores eléctricos son más económicos que
sus contrapartes hidráulicas y neumáticas. Los
actuadores eléctricos tienen el beneficio de una
transmisión de energía más limpia, más simple y
más eficiente. La integración de los actuadores
eléctricos es más sencilla, con controles
programables; el mantenimiento se minimiza porque
no se requiere cambiar partes o lubricar, excepto en
condiciones extremas.
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CUADRO COMPARATIVO DE ACTUADORES
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