Guía de micro y mini actuadores

La eficiencia, la durabilidad y la precisión en un formato compacto son características muy demandadas en los actuadores lineales eléctricos para su uso en diversas industrias y aplicaciones con limitaciones de espacio. Al elegir los micro y miniactuadores adecuados, las aplicaciones con limitaciones de espacio pueden disfrutar de ventajas como un control preciso, facilidad de uso y optimización del rendimiento.

Esta página está dedicada a comprender los fundamentos de los micro y mini actuadores, las ventajas que ofrecen, nuestra gama de modelos, especificaciones críticas y cómo elegir el mejor para las necesidades específicas de su aplicación.

Los actuadores son componentes fundamentales en diversos sistemas mecánicos y desempeñan un papel crucial en la conversión de energía en movimiento. En esencia, un actuador toma una fuente de energía, generalmente eléctrica, hidráulica o neumática , y la convierte en movimiento físico. Esto se logra mediante diferentes componentes y mecanismos según el tipo de actuador.

En los actuadores lineales eléctricos , se utiliza corriente eléctrica para producir movimiento rotatorio en un motor eléctrico conectado mecánicamente a una caja de engranajes y que utiliza un husillo para accionar el eje del actuador, conectado a una tuerca ACME , para lograr un movimiento lineal. También existen variantes de husillo de bolas , con diferentes ventajas e inconvenientes para adaptarse a otras aplicaciones.

Mientras que los actuadores tradicionales pueden presentar un diseño voluminoso, los micro y mini actuadores lineales eléctricos están diseñados para realizar la misma función a una escala mucho menor. Estos dispositivos compactos caben en espacios reducidos y son perfectos para aplicaciones donde la precisión y la sutileza son clave. Si se eligen con una carrera larga, la anchura y la altura son los aspectos principales que resaltan las dimensiones compactas de los micro y mini actuadores.

Con una carrera corta de 5 cm, el ancho y la altura de los microactuadores son más que compactos, por lo que caben en la palma de la mano. Si bien los miniactuadores son más grandes que los microactuadores , su diseño compacto es aproximadamente la mitad o un tercio del volumen de los actuadores estándar .

Los micro y miniactuadores lineales eléctricos ofrecen una gama de ventajas que los convierten en un componente indispensable de la sociedad moderna. Su tamaño compacto permite su integración en espacios reducidos, proporcionando un control y un movimiento precisos donde los actuadores de mayor tamaño no caben.

Tener un tamaño miniaturizado mejora la versatilidad y adaptabilidad de los sistemas con los que están integrados y permite un funcionamiento energéticamente eficiente de sus motores más pequeños.

1. Tamaño compacto: Su ancho y profundidad significativamente menores permiten un factor de forma que puede adaptarse a los requisitos de aplicación con limitaciones de espacio estrictas o cuando se intenta maximizar el espacio de almacenamiento disponible restante en los compartimentos de almacenamiento.
2. Precisión: Diseñados con opciones de retroalimentación posicional para manejar aplicaciones que requieren precisión, brindan un control preciso sobre el movimiento y tienen una tolerancia de fabricación menor que los actuadores lineales más grandes.
3. Eficiencia: A pesar de su tamaño, son energéticamente eficientes, con bajos requisitos de consumo de corriente e interruptores de límite incorporados o bajo consumo de energía cuando están inactivos, lo que los hace ideales para sistemas portátiles y dispositivos alimentados por batería.
4. Versatilidad: Las opciones para diversas clasificaciones de fuerza, velocidades, longitudes de carrera, tipos de retroalimentación, operaciones de voltaje y otras especificaciones personalizables permiten que los micro y mini actuadores sean versátiles para adaptarse a una variedad de configuraciones, desde dispositivos médicos hasta productos electrónicos de consumo.

A la hora de seleccionar el micro o mini actuador adecuado para su proyecto, entran en juego algunas consideraciones clave:

1. Requisitos de carga : Se refiere a la fuerza que requerirá su aplicación. Esto influirá en la elección del modelo de actuador.
2. Velocidad : Según la aplicación, podría necesitar un actuador compacto, rápido o lento. Elija según las necesidades de su aplicación.
3. Longitud de carrera : Indica la distancia que debe recorrer el actuador. Asegúrese de que la longitud de carrera se ajuste a los requisitos de recorrido de su proyecto.
4. Requisitos de alimentación eléctrica : Los requisitos de voltaje y consumo de corriente de cada modelo de actuador pueden variar. Considere las opciones de voltaje y alimentación disponibles para su actuador compacto.
5. Resistencia ambiental : tenga en cuenta su aplicación y el entorno para determinar si su actuador compacto debe soportar un cierto nivel de polvo, ingreso de líquido y/o corrosión.
6. Retroalimentación posicional : determine si su aplicación requerirá un cierto nivel de precisión en el movimiento/capacidades de avance o si es adecuado un control manual básico de avance y retroceso.
7. Compatibilidad del sistema de control : Elija sistemas de control compatibles con los actuadores compactos seleccionados. Si ya cuenta con sistemas de control, asegúrese de que los actuadores seleccionados sean compatibles.

También contamos con un cuestionario en línea con preguntas que pueden ayudarle a elegir entre nuestra gama de micro y mini actuadores para encontrar el modelo más adecuado para sus necesidades.

Requisitos de carga

Hay un par de factores que intervienen en la determinación de la capacidad de fuerza adecuada para los requisitos de carga de una aplicación. Las variables pueden incluir la carga, el ángulo de aplicación y sus dimensiones. Los requisitos de carga se miden según la fuerza necesaria para empujar o tirar directamente sobre el eje de un actuador (unidades de ejemplo: lb, kg, Newton).

Velocidad

Las velocidades de desplazamiento suelen depender de las opciones de clasificación de fuerza para las que se haya configurado el actuador. Algunos modelos incluyen varias opciones de clasificación de fuerza que pueden seleccionarse al realizar un pedido en línea. Estas diferentes opciones de clasificación de fuerza tienen sus relaciones de transmisión internas ajustadas a un par de torsión específico que también afecta la velocidad de desplazamiento del actuador. La velocidad de un actuador se mide por la distancia recorrida durante un período de tiempo (por ejemplo, pulgadas/segundo, mm/segundo).

Longitud del trazo

La longitud de orificio a orificio (H2H) de un actuador, medida desde el centro del orificio de montaje trasero hasta el centro del orificio de montaje delantero, se ve afectada por la longitud de carrera. Esto se debe a que una carrera más larga requiere un actuador con un cuerpo más largo para alojar el eje cerrado. La longitud de carrera se puede calcular restando la longitud H2H completamente cerrada de la longitud H2H completamente abierta del actuador (unidades de ejemplo: pulgadas o mm).

Requisitos de energía eléctrica

Una aplicación puede contar con una fuente de alimentación preexistente o con una nueva instalación con ciertas especificaciones y requisitos de potencia. Verifique las especificaciones de voltaje (VCC o VCA) y corriente (Amperios o A) de la(s) fuente(s) de alimentación y del(los) actuador(es) para verificar que se encuentren dentro del rango adecuado. Por regla general, la fuente de alimentación debe tener una especificaciones de corriente superior a la corriente máxima requerida combinada de todas las unidades conectadas.

Resistencia ambiental

El sistema de clasificación de protección contra la entrada (IP) utiliza un sistema de dos dígitos para definir la clasificación de protección de todos los productos. El primer dígito representa la protección contra sólidos y el segundo, contra líquidos. El Código IP se diseñó para estandarizar las clasificaciones de protección y limitar la interpretación errónea de la capacidad de protección de un producto. La clasificación de niebla salina es crucial para la protección contra la corrosión que puede producirse en carreteras, playas y agua salada con sal.

Retroalimentación posicional

Los dispositivos de retroalimentación posicional integrados, como codificadores, sensores de efecto Hall , potenciómetros, etc., se utilizan para transmitir señales que un controlador leerá para determinar la posición de la carrera del actuador. Esto permite capacidades como la de múltiples actuadores que pueden desplazarse simultáneamente a la misma velocidad en movimiento sincronizado , preajustes de memoria y/o visualización de la posición.

Compruebe si su actuador cuenta con los protocolos de comunicación/retroalimentación posicional compatibles con los controladores que estaba considerando. Por ejemplo, los servoactuadores de microprecisión PA-12-T (TTL/PWM) y PA-12-R (RS-485) ofrecen un control de posición preciso con una precisión de hasta 100 µm y requieren protocolos de comunicación avanzados para lograr dicho rendimiento.

Otro aspecto a considerar es si el tipo de motor de su actuador es compatible con un sistema de control. Los motores sin escobillas de funcionamiento continuo, como los que se encuentran en nuestros actuadores PA-14 personalizados, requieren cajas de control compatibles con su funcionamiento, como la caja de control LC-241 .

Para ver cuáles de nuestras cajas de control y actuadores son compatibles entre sí, consulte nuestras tablas de comparación y compatibilidad de cajas de control.

Funciones programables

Las cajas de control, como nuestra serie FLTCON, permiten programar funciones, características de seguridad y otros ajustes de usuario, accesibles mediante el control remoto conectado. Al conectar varios actuadores de efecto Hall a una caja de control FLTCON, esta garantiza la sincronización de los motores para que se muevan juntos a la misma velocidad.

Controles manuales básicos

Considere si el proyecto tenía limitaciones presupuestarias y elija un sistema de control que ofrezca la mejor relación calidad-precio y que cumpla con sus requisitos de rendimiento. Por ejemplo, proyectos sencillos en interiores que no requieren alta precisión funcionarían sin problemas conectando un interruptor basculante básico sin alta protección contra la entrada de agua para controlar un microactuador o miniactuador lineal de 2 cables a un precio asequible.

Una vez confirmadas las especificaciones y características requeridas para una aplicación determinada, el siguiente paso es explorar los modelos disponibles para determinar cuál ofrece las especificaciones más adecuadas para sus necesidades. Los microactuadores tienen ciertas especificaciones que comparten similitudes con los miniactuadores; sin embargo, la diferencia de especificación más notable entre ambas categorías suele ser el rango de la ventana de clasificación de fuerza.

Clasificaciones de fuerza

Los microactuadores pueden soportar una fuerza dinámica de entre 1,34 lb y 39 lb, y una fuerza estática de entre 0,67 lb y 56 lb. Los miniactuadores pueden soportar una fuerza dinámica y estática de entre 16 lb y 450 lb.

Longitudes de trazo

Los microactuadores tienen una longitud de carrera de entre 0,5 y 12 pulgadas, mientras que los miniactuadores pueden tener entre 1 y 40 pulgadas. Además de la longitud, las dimensiones físicas de los microactuadores, como el ancho y la altura, también son más compactas en comparación con los miniactuadores.

Velocidades

La velocidad de los microactuadores puede variar entre 0,24"/s y 2,67"/s a plena carga y entre 0,30"/s y 3,15"/s sin carga. La de los miniactuadores puede variar entre 0,16"/s y 2,95"/s a plena carga y entre 0,28"/s y 3,54"/s sin carga.

Retroalimentación posicional

Las opciones de protocolo de comunicación y retroalimentación posicional disponibles para microactuadores incluyen TTL/PWM ( PA-12-T ) y RS-485 ( PA-12-R ), mientras que los miniactuadores tienen opciones que incluyen sensores de efecto Hall ( PA-09 y PA-10 ) y retroalimentación de potenciómetro incorporada ( PA-14 ).

Cada actuador de serie solo puede incluir un tipo de retroalimentación posicional o protocolo de comunicación. El tipo de retroalimentación posicional elegido para un actuador afectará su compatibilidad con los sistemas de control existentes. Los pedidos personalizados de ciertos modelos pueden incluir opciones como la retroalimentación de interruptores de límite.

Operación de voltaje

La opción de voltaje estándar principal para todos nuestros miniactuadores y microactuadores es de 12 VCC para sus motores de CC con escobillas. Todos los miniactuadores tienen opciones de 24 VCC, mientras que los microactuadores ofrecen 7,4 VCC como opción para el PA-12-T . Seleccionar un voltaje más alto suele resultar en un menor consumo de corriente para el mismo modelo.

Consumo de corriente

Los microactuadores tienen un consumo de corriente de entre 200 mA y 2,3 A a plena carga y de entre 30 mA y 200 mA sin carga. Los miniactuadores consumen entre 2 A y 6 A a plena carga y de entre 500 mA y 1,5 A sin carga.

Para comparar nuestros diferentes modelos de micro y mini actuadores, hemos compilado una tabla comparativa de actuadores de referencia.

La forma más sencilla de garantizar los soportes de montaje correctos para su actuador lineal es obtenerlos del fabricante original del actuador y verificar su compatibilidad. Para más información, encontrará nuestra tabla de compatibilidad de soportes de montaje y descripciones de producto en cada actuador.

Es posible que otros fabricantes también tengan proveedores similares; sin embargo, puede contactar con atención al cliente si lo necesita. En ciertos casos, los usuarios con requisitos únicos o aplicaciones especializadas podrían considerar la posibilidad de fabricar sus propios soportes a medida según las medidas, el diseño y la forma que necesiten. Consulte nuestros dibujos 3D de actuadores como referencia adicional.

Igualmente importante que encontrar soportes de montaje compatibles para sus micro y miniactuadores eléctricos es seleccionar el proceso de montaje con el método adecuado para su aplicación. A continuación, se presentan dos métodos comunes para montar un actuador lineal eléctrico.

• Montaje de pivote doble
• Montaje estacionario

Montaje de pivote doble

El montaje de doble pivote es un método que consiste en fijar un actuador a ambos lados con un punto de montaje libre, que suele ser un pasador o una horquilla. Este método permite que el actuador pivote a ambos lados durante su extensión y retracción, lo que permite lograr un movimiento de trayectoria fija con dos puntos de pivote libres.

Un ejemplo de aplicación de este método es la apertura y el cierre automáticos de las puertas de un gallinero . Cuando el actuador se extiende, los dos puntos fijos permiten que la puerta se abra. La acción de cerrar y abrir la puerta provoca cambios de ángulo, pero el pivote proporciona amplio espacio para que los dos puntos de montaje giren. Al utilizar este método, asegúrese de que haya suficiente espacio para que el actuador se extienda sin obstáculos.

Montaje estacionario

En el método de montaje estacionario, el eje puede extenderse y retraerse de la carcasa en línea recta, mientras que el resto del actuador permanece fijo. Se puede utilizar un soporte de montaje para la carcasa del eje para mantener la alineación ideal del actuador sobre la superficie de montaje.

Este tipo de montaje se utiliza comúnmente para acciones como empujar y tirar de un accesorio frontalmente. Por ejemplo, es ideal para empujar y tirar del pestillo de una puerta corredera y así bloquearla y desbloquearla. Al elegir este método, asegúrese de que el dispositivo de montaje pueda soportar la carga aplicada por el actuador.

La versatilidad de los micro y miniactuadores compactos, con su funcionamiento eficiente, construcción duradera, opciones de personalización y especificaciones de alto rendimiento, abre un mundo de posibilidades infinitas. A continuación, se presentan algunos ejemplos de aplicaciones e industrias donde se utilizan:

• Domótica : La comodidad y seguridad adicionales que ofrecen las cerraduras de seguridad , pérgolas con lamas motorizadas , puertas automáticas y entradas ocultas son solo algunas de las áreas del hogar que se benefician de los micro y miniactuadores compactos. Su eficiencia de espacio, bajo mantenimiento y fácil manejo los hacen populares tanto en el ámbito comercial como entre los aficionados al bricolaje.
• Proyectos personalizados/DIY : En muchos casos, prototipar un nuevo producto o crear versiones a pequeña escala es un paso crucial para determinar los posibles desafíos que deben abordarse antes de finalizar un proyecto. Los micro y miniactuadores, con su diseño compacto y especificaciones versátiles, impulsan el movimiento para realizar una prueba de concepto y simular un proyecto a escala real.
• Industrias médicas : En el campo médico, el control preciso de microactuadores es crucial para equipos diseñados para el manejo de fluidos, el accionamiento de robots quirúrgicos o el posicionamiento de equipos médicos. Las camas, sillas, equipos de rehabilitación y equipos de imagenología ajustables pueden incorporar miniactuadores para lograr un movimiento silencioso y suave en entornos hospitalarios .
• Industria automotriz : Los casos de uso incluyen la apertura de compartimentos de almacenamiento , la elevación de caravanas , la inclinación de espejos, el ajuste de ventanas y la automatización de la conversión de techos. La combinación de las ventajas de los micro y miniactuadores ayuda a mejorar la experiencia de conducción y propiedad del usuario sin ocupar mucho espacio gracias a su diseño compacto.
• Industria del entretenimiento : Los parques de atracciones y los disfraces de Halloween utilizan animatrónicos, robots de cine y accesorios de efectos especiales que cautivan al público con movimientos realistas. Esto es posible gracias a la amplia variedad de configuraciones disponibles en micro y miniactuadores para adaptarse a las exigentes restricciones de espacio, requisitos de clasificación de fuerza y ​​entornos exteriores, a la vez que se mantiene la eficiencia energética.

Si bien los micro y miniactuadores lineales eléctricos quizá no sean los más destacados en el mundo tecnológico, sí desempeñan un papel crucial a la hora de ampliar los límites de lo posible. A medida que la tecnología avanza, la demanda de componentes más pequeños y eficientes seguirá aumentando.

Ya sea que esté diseñando el próximo dispositivo revolucionario o desarrollando equipos médicos de vanguardia, los micro y mini actuadores tienen un futuro prometedor por delante y podrían ser las soluciones compactas que no sabía que necesitaba.

Mejoras de materiales

Los materiales desempeñarán un papel fundamental en la mejora del rendimiento y la durabilidad de los actuadores. El desarrollo de compuestos avanzados permitirá fabricar actuadores más ligeros y resistentes, capaces de soportar cargas más elevadas y operar en entornos más extremos. Estos materiales también contribuirán a reducir el tamaño total de los actuadores sin comprometer la integridad estructural ni la potencia de salida.

Mayor rendimiento

Se espera un mayor refinamiento del rendimiento general de los mini y microactuadores, con especial atención al aumento de la relación fuerza-tamaño. Esto se logrará mediante la integración de motores de alta eficiencia y sistemas de engranajes optimizados, lo que permitirá una mayor precisión y control. Además, la miniaturización de los componentes permitirá que los actuadores compactos se adapten a espacios cada vez más reducidos, ampliando así su ámbito de aplicación.

Mejoras en la precisión

Se espera que la precisión de la retroalimentación posicional mejore sustancialmente gracias a la incorporación de tecnologías avanzadas de sensores. El uso de codificadores ópticos, sensores de efecto Hall y otros mecanismos de retroalimentación de alta resolución en desarrollo proporcionará un control preciso del movimiento del actuador. Esto será crucial en aplicaciones donde el posicionamiento exacto es crucial, como en robots quirúrgicos o equipos de fabricación de precisión.

Los micro y miniactuadores son componentes versátiles que optimizan al máximo las aplicaciones con limitaciones de espacio gracias a su durabilidad, eficiencia y precisión. Al comprender los diferentes tipos de micro y miniactuadores, sus especificaciones y el proceso de selección de los modelos adecuados, los usuarios pueden garantizar un funcionamiento óptimo y obtener resultados que satisfagan las necesidades de su aplicación.

Esperamos que esta información le haya resultado tan informativa e interesante como a nosotros, especialmente si buscaba orientación para elegir los micro y mini actuadores lineales eléctricos adecuados para su aplicación. Si tiene alguna pregunta sobre nuestros productos o le resulta difícil elegir los actuadores lineales eléctricos adecuados para sus necesidades, ¡no dude en contactarnos! Somos expertos en nuestro campo y estaremos encantados de ayudarle con cualquier pregunta que tenga.

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