Módulos lineales y componentes

¡Hola, mecatrónicos!

Bienvenidos a una nueva entrega del blog de Sinadrives.

Julio 2024

En esta entrega hablaremos de módulos lineales con motor lineal. Cada día, esta solución gana mayor peso en la industria gracias a su fácil implementación, versatilidad, prestaciones y precio. Abordaremos los principales tópicos que puede encontrar un ingeniero mecatrónico al decidir si usar un módulo completo o componentes separados. Te ayudaremos a tomar esta decisión con mejor criterio, acompañado de un estudio técnico-económico y, sobre todo, a evitar algunos de los errores más comunes.

Bajo el término “módulo lineal con motor lineal integrado” entendemos un conjunto electromecánico preensamblado, una solución Plug & Play lista para su integración en la máquina. El módulo lineal con motor lineal integrado está compuesto por un perfil base, guías lineales, motor lineal, encoder lineal, carro móvil con conector y los topes finales con amortiguadores. Todo ello ensamblado y verificado. El módulo lineal ha pasado un test de funcionalidad y cumple con las características técnicas indicadas en el catálogo.

Bajo el término “componentes de motor lineal” entendemos los mismos componentes mencionados anteriormente, como el motor lineal, las guías lineales, el encoder lineal y otras piezas mecánicas como la base, el carro y los topes, pero sin su ensamblaje en un conjunto. Están separados y es el cliente quien debe realizar un diseño mecánico para posicionar todos estos componentes y diseñar las partes mecánicas. Además, una vez recibidos, es responsabilidad del cliente ensamblarlos en la máquina, alinearlos, probarlos y asegurar que todo esté correcto.

A partir de aquí, todo está claro y podemos empezar nuestro pequeño estudio.

A continuación, se indican algunas razones para determinar cuándo el uso de un módulo lineal puede ser más atractivo que el uso de componentes sueltos.

A favor de una solución mediante módulo lineal:

En este caso, hay que hacer el diseño mecánico desde cero. El departamento técnico se enfrenta al desafío de asegurar que, en el prototipo, todo salga a la perfección y no presente problemas en el futuro. Justamente por esto, el uso del módulo lineal con motor lineal puede ser muy favorable, ya que tiene «una larga experiencia» de uso en otros clientes y proyectos, lo que asegura su fiabilidad.

En el caso de suministro de un módulo lineal completo, el cliente recibe un modelo 3D, una simulación, un cálculo y un precio exacto.

Por otro lado, si optamos por comprar los componentes y hacer nosotros mismos este diseño especial, el fabricante de maquinaria se enfrenta a una serie de procesos internos con los que debe cumplir, tales como:

• El cálculo de la aplicación.
• La valoración de proveedores de todos los componentes.
• La industrialización.
• La validación del proceso de prueba y calidad.
• Los manuales e instrucciones de montaje.
• Los utillajes nuevos para el proceso de montaje y prueba.

Si sumamos los costes de todos los elementos, aproximadamente obtendremos la siguiente comparación de los costes:

En este caso, se trata de maquinaria que se fabrica en serie, pero cada cliente puede personalizar algunos parámetros como la longitud o la masa móvil. En estos casos, especialmente cuando el cliente está obligado permanentemente a adaptar el diseño a nuevas especificaciones, el uso de un módulo lineal con motor lineal puede ser muy favorable para reducir los tiempos de diseño. Los módulos lineales con motor lineal permiten al fabricante de maquinaria una fácil escalabilidad de su producto final en cuanto a longitud y capacidad de carga.

En algunos casos, incluso si las máquinas son repetitivas, el perfil estructural autoportante puede ser la solución para reducir los costes. Tomemos como ejemplo una máquina de 5 metros de corte, donde para poder montar todos los componentes el cliente está obligado a preparar una bancada de precisión donde alojar todos los componentes. Esto requiere una estructura sólida, estabilizada y mecanizada, mientras que para una solución con un módulo lineal, es suficiente tener 4-5 pilares sin mecanizar donde se fijaría el módulo. Esto permite ahorrar una cantidad sustancial en la fabricación de la bancada y reducir los costes y el tiempo de montaje.

Además del propio módulo lineal, se precisa una serie de componentes adicionales para realizar la aplicación. Podemos hablar de cadena porta cables, cables, placas de unión, escuadras, frenos y los servodrivers. Todos estos componentes pueden ser fácilmente añadidos al paquete de suministro, permitiendo reducir el tiempo de lanzamiento al mercado, los costes y los potenciales problemas de funcionalidad.

A favor de una solución con componentes:

Cualquier máquina repetitiva, fabricada en serie mediana o grande, puede beneficiarse del uso de componentes. Tal y como se muestra en la gráfica, el coste de componentes puede representar un 40% menos en este caso y ser decisivo para obtener un precio final competitivo.

En el caso de aplicaciones exigentes en cuanto a precisión, velocidad y tamaño, puede ser la única opción utilizar componentes debido a que posiblemente no exista un módulo lineal que cubra todos los requerimientos de la aplicación. En este caso, hablamos de máquina herramienta, máquina de precisión o máquinas de gran tamaño, donde simplemente no existen módulos lineales de ese tamaño.

Hoy en día, lo que más cuenta a la hora de presentar un nuevo producto en el mercado es el tiempo. El más rápido se lleva todo el premio. El uso de módulos preensamblados permite reducir este tiempo y asegurar el cumplimiento de los plazos. No hay sorpresas ni problemas potenciales de compatibilidad. Si mañana la máquina empieza a venderse en cantidades mayores, simplemente se hace un nuevo diseño mecánico utilizando exactamente los mismos componentes del módulo, asegurando así las mismas prestaciones y precisión, y reduciendo el coste aproximadamente un 40%.

Hoy en día, ya nadie puede confirmar esto. Si sumamos los costes del diseño y de otros conceptos, vemos claramente que el coste de un módulo es aproximadamente un 50% más bajo que una solución diseñada internamente.

Deje que nuestros expertos le asesoren. Una personalización puede costarle muy poco si en el pasado el mismo cambio fue fabricado para algún otro cliente y tenemos todo el desarrollo hecho.

No tiene que modificar ni su control (CNC/PLC/PC/IPC) ni tampoco el driver. En el 90% de los casos no hay que cambiar absolutamente nada. Somos compatibles con todos los fabricantes de servodrivers y le ayudaremos con la primera puesta en marcha.

El plazo estándar es de 4 semanas. Para ejes especiales con elementos fabricados especialmente, el plazo puede variar hasta 8 semanas.

Usted nos da los datos de su aplicación y nosotros nos encargamos del resto. Usted recibe un cálculo de fuerzas y momentos, fuerza del motor, consumo del motor (para la selección de un servodriver adecuado), oferta y los dibujos 3D. Si se trata de un sistema multieje, el dibujo incluirá las placas de unión, de montaje, cadenas porta cables y todos los demás accesorios necesarios. Así, usted solo tiene que comprobar si encaja en el diseño de su máquina.

Los módulos lineales con motor lineal integrado son soluciones electromecánicas preensambladas que ofrecen ventajas significativas en términos de fácil implementación, versatilidad y coste. Son ideales para máquinas únicas o pequeñas series, ya que reducen los tiempos de diseño y montaje, permiten adaptaciones rápidas y escalan fácilmente. Aunque los componentes separados pueden ser más económicos en grandes series y aplicaciones exigentes, los módulos preensamblados reducen problemas de compatibilidad y aseguran plazos de entrega. Además, desmitifican la percepción de ser caros y difíciles de personalizar, ofreciendo soporte técnico integral y compatibilidad con diversos controladores y drivers.