Fundamentos y Aplicaciones de Cilindros y Actuadores Neumáticos en Automatización Industrial

Fundamentos de Actuadores y Cilindros Neumáticos

Pinzas Neumáticas para Manipulación

Las pinzas van montadas en los vástagos de los cilindros y se encargan de sujetar las piezas para su manipulación. Existen dos configuraciones principales:

• Apertura paralela.
• Apertura angular.

Estructura del Cilindro de Doble Efecto

Un cilindro de doble efecto es fundamental en la neumática. Sus partes esenciales son:

• Camisa
• Culata posterior
• Culata anterior
• Émbolo
• Vástago
• Vía
• Cámara posterior
• Cámara anterior
• Guía
• Juntas

Aplicaciones y Ventajas de los Cilindros Neumáticos

Cilindros de Simple y Doble Efecto

Los cilindros neumáticos se utilizan ampliamente en aplicaciones de fijación o de remachado de piezas. Por ejemplo, se emplean también cilindros de membrana, en los cuales una membrana de plástico o de metal reemplaza al émbolo tradicional.

Los cilindros de doble efecto se emplean en los casos en los que el émbolo tiene que realizar también una función activa en su retorno a la posición inicial; la carrera de estos cilindros suele ser más larga.

Ventajas del Cilindro de Doble Efecto

El uso de cilindros de doble efecto ofrece beneficios significativos en la automatización:

• La carrera, en principio, no está limitada.
• No debe efectuarse trabajo para comprimir el muelle.
• El retorno no depende de la carga ni de ningún elemento mecánico.
• Se puede ajustar su funcionamiento con la mayor precisión.

Amortiguación en Cilindros Neumáticos

Los amortiguadores neumáticos se encuentran integrados en el actuador o cilindro neumático y suelen ser regulables. Permiten que el vástago se desplace a una velocidad elevada durante la mayor parte del recorrido, reduciendo la velocidad justo al final.

Aprovechar gran parte del recorrido a máxima velocidad permite optimizar los tiempos de los procesos automáticos sin llegar a dañar el actuador y evitando ruidos molestos.

Tipos Especiales de Cilindros y Actuadores

Cilindros Multiposicionales y de Impacto

La tecnología neumática ofrece soluciones especializadas para requerimientos específicos:

Cilindro Multiposicional

Un cilindro multiposición es un cilindro de doble efecto o un controlador de posición capaz de adoptar posiciones intermedias en su carrera. Este tipo de cilindros se utiliza frecuentemente en sistemas de fabricación, puesto que los procesos no siempre requieren solo dos posiciones extremas.

Cilindro de Impacto

Se emplea en todos aquellos casos que necesiten una fuerza elevada de impacto con un cilindro pequeño. Sus aplicaciones típicas incluyen:

• Remachado
• Punzonado
• Corte
• Sellado

Cilindros Rotativos

Los cilindros rotativos son actuadores de doble efecto que transforman el movimiento lineal del vástago en un movimiento rotatorio en un eje de salida. Sus principales tipos son:

• Piñón-cremallera
• Cable
• Émbolo giratorio

Cilindros de Doble Vástago y Tándem

Estos diseños están optimizados para mejorar la estabilidad y la fuerza:

Cilindro de Doble Vástago

Sirve para absorber cargas laterales pequeñas. La guía del vástago es mejor porque dispone de dos cojinetes, lo que mejora la estabilidad.

Cilindro Tándem

Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y se dispone de un espacio relativamente pequeño, no siendo posible utilizar cilindros de diámetros mayores. Básicamente, combina dos cilindros en serie para aumentar la fuerza.

Actuadores y Motores Neumáticos

Actuadores Neumáticos

Los actuadores son mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico.

Motores Neumáticos

Es un tipo de actuador mecánico que convierte la presión neumática en un par de torsión (torque). Estos motores generan un par grande a bajas revoluciones en comparación con los motores eléctricos. Sus tipos principales son:

• De pistón
• De engranajes
• De paletas