Actuadores de Un robot

Actuadores de Un robot

1. Motor de corriente continua

   • El motor de corriente continua, denominado también motor de corriente directa, motor CC o motor DC (por las iniciales en inglés: direct current), es una máquina que convierte energía eléctrica en energía mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción de un campo magnético.
   • Rotor
     • es un componente generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente continua a través del colector formado por delgas. Las delgas se fabrican generalmente de cobre y están en contacto alternante con las escobillas fijas.
   • Estator
     • parte que da soporte mecánico al aparato y contiene los polos de la máquina, que pueden ser devanados de hilo de cobre sobre un núcleo de hierro o imanes permanentes.

2. Motor paso a paso

   • El motor paso a paso conocido también como motor de pasos es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa que es capaz de girar una cantidad de grados dependiendo de sus entradas de control.
   • Motor paso a paso funcion
     • Motor paso a paso – trabajo en modo de paso completo
     • Motor paso a paso – funcionamiento en modo de medio paso
       •  Como su nombre lo indica, en este modo la carrera discreta del rotor se divide por 2 y, haciendo una sola carrera, gira la mitad del ángulo nominal. Con referencia al ejemplo anterior, una sola carrera será de 0,9°, mientras que el número de pasos por revolución completa aumentará a 400.
     • Motor paso a paso – funcionamiento en modo microstep (micropaso)
       • En el modo de micropasos, el paso nominal se divide en secciones aún más cortas que en el modo de medio paso. La relación de división máxima es 256. Las posiciones individuales de los rotores se obtienen mediante el flujo magnético resultante de las bobinas alimentadas por la onda escalonada. Se prefiere la operación de micropasos en aquellas aplicaciones donde se requiere un funcionamiento "suave" del motor y/o una alta precisión de posicionamiento.
   • Tipos de motor paso a paso
     • Motor paso a paso de imán permanente
       • Un motor de imán permanente podría tener dos bobinas (electroimanes) formando los cuatro polos variables, y el rotor del motor estaría magnetizado radialmente. Cambiar la posición del rotor cambiaría la dirección del flujo de corriente en las bobinas, lo que cambiaría los polos magnéticos. 
     • Motor paso a paso de reluctancia variable
       • Los motores de reluctancia variable estuvieron entre los primeros modelos de motores paso a paso. Hoy en día son bastante raros y usados. En este tipo de motor, el rotor consta de varios dientes hechos de hierro dulce. Cuando las bobinas del estator son alimentadas por una corriente continua, el diente del rotor es atraído por el campo magnético. Gracias a la conmutación secuencial, el rotor gira en el ángulo determinado por la estructura del motor. Los motores de este tipo, aunque de construcción simple y fáciles de controlar, tienen baja resolución y bajo par.
     • Motor paso a paso híbrido
       • El motor híbrido es uno de los tipos de motores paso a paso más utilizados en la industria. Se caracteriza por una alta resolución: su rotor realiza saltos de 0,9° a 3,6° (de 400 a 100 golpes). Este tipo de motor supera al resto en cuanto a fiabilidad, par, par de retención y velocidad alcanzada.
     • MOTORES UNIPOLARES Y BIPOLARES
       • Otra división de los motores paso a paso resulta del método de hacer el devanado en motores de 2 fases. Dependiendo de él, los motores se dividen en unipolares y bipolares. La principal diferencia es que el motor unipolar funciona con una polaridad de corriente (voltaje), mientras que el motor bipolar funciona con dos polaridades, lo que significa que la dirección del flujo de corriente en la bobina es variable. Otra diferencia es que las bobinas del motor deben estar conectadas de tal manera que sea posible transferir energía desde el final de una bobina al principio de la otra. 

3. Servomotores

   • Un servomotor es un actuador rotativo o motor que permite un control preciso en términos de posición angular, aceleración y velocidad, capacidades que un motor normal no tiene. En definitiva, utiliza un motor normal y lo combina con un sensor para la retroalimentación de posición. Pero, los servomotores no son en realidad una clase específica de motor, sino una combinación de piezas específicas, que incluyen un motor de corriente continua o alterna, y son adecuados para su uso en un sistema de control de bucle cerrado. Por lo que una definición más exacta de un servomotor sería la de un servomecanismo de bucle cerrado que utiliza la retroalimentación de posición para controlar su velocidad de rotación y posición. La señal de control es la entrada, ya sea analógica o digital, que representa el comando de posición final para el eje.
   • Como funciona un Servomotor
     • Los servomotores se controlan enviando un pulso eléctrico de ancho variable, o modulación de ancho de pulso (PWM), a través del cable de control. Hay un pulso mínimo, un pulso máximo y una frecuencia de repetición. Por lo general, un servomotor sólo puede girar 90° en cualquier dirección para un movimiento total de 180°. La posición neutra del motor se define como la posición en la que el servo tiene la misma cantidad de rotación potencial tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario. El PWM enviado al motor determina la posición del eje, y se basa en la duración del pulso enviado a través del cable de control; el rotor girará a la posición deseada.
   • Tipos de servomotor
     • Servo de rotación posicional
       • Este es el tipo más común de servomotor. El eje de salida gira aproximadamente la mitad de un círculo, o 180 grados. Tiene topes físicos colocados en el mecanismo de engranaje para evitar que se gire más allá de estos límites para proteger el sensor de rotación. Estos servos comunes se encuentran en coches y aviones con control remoto de agua, juguetes, robots y muchas otras aplicaciones.
     • Servo de rotación continua
       • Este tipo es muy similar al servomotor de rotación posicional común, excepto que puede girar en cualquier dirección indefinidamente. La señal de control, en lugar de ajustar la posición estática del servo, se interpreta como la dirección y la velocidad de rotación.
     • Servo lineal
       • Es similar al servomotor de rotación posicional descrito anteriormente, pero con engranajes adicionales (normalmente un mecanismo de cremallera y piñón) para cambiar la salida de circular a vaivén. Estos servos no son fáciles de encontrar, pero a veces se pueden encontrar en tiendas de modelismo donde se utilizan como actuadores en aviones de modelos más grandes.