Rodamientos de alambres para espacios de instalación pequeños: ligeros, compactos y resistentes
Para la automatización y la robótica se necesitan rodamientos que combinen un peso reducido y un espacio de instalación reducido con una gran rigidez para absorber los momentos de fuerza de forma segura. También se busca una resistencia a la rotación definida para movimientos lo más uniformes posible y para diseñar la potencia de accionamiento adecuada. Los rodamientos de alambres Franke están diseñados para cumplir estos requisitos.
La diferencia decisiva entre un rodamiento de bolas convencional y un rodamiento de alambres Franke reside en los anillos de rodadura. En un rodamiento de alambres, las bolas no ruedan sobre los anillos macizos del rodamiento, sino sobre alambres endurecidos. La flexibilidad de este principio permite más libertad de diseño que se traduce en un desarrollo de mejores productos.
Gracias a su tecnología patentada, los rodamientos de alambres Franke ofrecen la máxima libertad de diseño sin comprometer la capacidad de carga.
La construcción de los anillos del rodamiento se puede realizar con diferentes materiales ligeros y su geometría se puede adaptar de forma óptima a la aplicación respectiva.
Los rodamientos de alambres Franke del tipo LER son adecuados para velocidades de rotación y precisiones medias. Convencen por su funcionamiento suave, su alta dinámica y su espacio de instalación compacto. Las superficies de contacto rectas garantizan una integración sencilla en la construcción circundante y una alta rigidez. El bajo precio hace que el rodamiento tipo LER sea una solución económica. Los LER generalmente se instalan sin juego. Según las necesidades, la resistencia rotacional se puede ajustar individualmente.
La nueva serie LER1.5 fue desarrollada específicamente para su uso en aplicaciones ultracompactas como robots HRC (colaborativos hombre – robot) o dispositivos médicos. El nuevo LER 1.5 también responde a la tendencia hacia la miniaturización en el sector de la manipulación y la automatización con un espacio de instalación de sólo 5x6 mm. Las pequeñas mesas giratorias, pinzas o manipuladores se pueden mover con precisión y gran capacidad de carga.
Rodamiento de alambres Franke tipo LER 1.5.
Ejemplo de aplicación: rodamiento de alambres LER 1.5 en robots sensibles
Una nueva generación de robots está en auge: ligeros, silenciosos, extremadamente ágiles y, sobre todo, extremadamente sensibles en su interacción con el entorno. Van por buen camino para disolver las fronteras entre el hombre y la máquina y establecerse como socios cercanos en la vida cotidiana y en la industria. Estos pequeños robots inteligentes no sólo están revolucionando los hogares y las naves de producción, sino que también conquistan cada vez más ámbitos como la sanidad, la logística y el entretenimiento.
El desarrollo del mercado mundial de robots compactos e inteligentes está experimentando un crecimiento impresionante. Impulsado por los avances en la tecnología de sensores, la inteligencia artificial y la tecnología de propulsión, se espera que el mercado de robots colaborativos (cobots) experimente un crecimiento anual de dos dígitos hasta 2030. En Asia, Europa y América del Norte en particular, industrias como la producción de automóviles, la electrónica, la industria manufacturera y el sector de la salud están impulsando la demanda.
Un factor clave de éxito para estas nuevas generaciones de robots es la integración de tecnologías innovadoras, como los rodamientos de alambres, que permiten un movimiento preciso, fiable y energéticamente eficiente. Su compacidad y alto rendimiento son cruciales para cumplir con los requisitos de la robótica moderna. Desde cirugía de precisión hasta almacenamiento automatizado, estos robots están cambiando la forma en que vivimos y trabajamos.
Además de la electrónica y los conocimientos de control, son principalmente las cualidades mecánicas las que ganan puntos en los robots pequeños modernos. Un diseño estilizado, un peso reducido y una movilidad excepcionalmente alta son requisitos para que los robots ligeros puedan utilizarse en todos los lugares posibles sin grandes esfuerzos de instalación y asumir las tareas que allí surjan. Por lo tanto, para las articulaciones de los robots, los diseñadores quieren rodamientos que sean livianos y tengan un espacio de instalación pequeño, pero que también tengan un alto nivel de rigidez para absorber con seguridad los pares que se producen. Otro requisito fundamental de los constructores de robots es tener una resistencia a la rotación definida para el diseño exacto de la potencia motriz. Los rodamientos de alambres Franke con perfil rectangular cumplen estos requisitos. Se componen de pistas de rodadura endurecidas con pista de rodadura perfilada y se insertan directamente en la estructura adyacente. Esto ahorra espacio de instalación y ofrece a los diseñadores la mayor libertad posible a la hora de diseñar las piezas cercanas al rodamiento. Dado que la construcción liviana es un problema importante en el diseño de robots, se pueden utilizar materiales alternativos como aluminio, plástico o incluso carbono (CFRP) como anillos interior y exterior del rodamientos de alambres.
La disposición de los rodamientos se puede adaptar a las condiciones de carga predominantes mediante la ubicación de las pistas de rodadura. Se pueden realizar más ajustes mediante el grado de osculación, es decir, el tamaño de la superficie de contacto entre los elementos rodantes y la pista de rodadura. El gran número de articulaciones, especialmente en los robots de último diseño, también influye en los aspectos económicos a la hora de elegir el rodamiento adecuado. Aquí influyen parámetros como la facilidad de montaje, el tiempo de montaje y, por supuesto, el precio. En este sentido también convencen los rodamientos de alambres de Franke. El montaje es sencillo y los precios, especialmente de los rodamientos de alambres o los rodamientos de sección fina fabricados en serie, son extremadamente atractivos.
Rodamientos de alambres Franke con motor de torque integrado.
Accionamiento directo con motor de torque
En su nivel de configuración más alto, los rodamientos de alambres Franke están disponibles completos con accionamiento directo sin contacto. Los motores torque integrados en la carcasa actúan directamente, sin ningún otro componente de accionamiento o transmisión y de forma muy eficiente. Los rodamientos de alambres Franke con accionamiento integrado se utilizan desde hace décadas en los escáneres cerebrales de los principales fabricantes mundiales. Allí aceleran de forma fiable y uniforme aparatos de rayos X con una masa de hasta una tonelada a hasta 400 rpm, lo que permite obtener imágenes del cuerpo humano en alta resolución.
Los accionamientos directos se pueden combinar con todo tipo de rodamientos de alambre. Con un LER1.5 con accionamiento directo adaptado se pueden crear articulaciones robóticas extremadamente compactas que se controlan de forma sencilla y se integran directamente en las coronas giratorias Franke. El cliente recibe un sistema listo para instalar. Esto significa que se puede posicionar con precisión y ejecutar pasos de ciclo definidos.
Alto rendimiento y movimientos definidos
El motor de torque tiene un par elevado en un rango de velocidad definido. La distancia entre el estator y el rotor (entrehierro) es decisiva para la magnitud del par. La corona giratoria Franke pretensada garantiza un entrehierro constante. Se puede utilizar un sistema de medición para determinar la posición del motor.
La gran espacio libre central de los rodamientos de alambres con accionamiento directo puede aprovecharse para ahorrar material o para alojar tecnología adicional, como sistemas de medición o unidades de control.
En la corona giratoria se pueden integrar todos los sistemas de medición disponibles en el mercado. De serie se utilizan sistemas de medición inductivos muy robustos. Están disponibles tanto sistemas incrementales o absolutos en varias clases de precisión.
Conclusión
Los rodamientos de alambres son un elemento clave en la robótica moderna. Su diseño compacto, alta capacidad de carga y precisión excepcional permiten que los robots operen de manera fácil, ágil y energéticamente eficiente. En una época en la que los robots reaccionan cada vez más sensiblemente a su entorno y actúan cada vez más como socios del hombre, los rodamientos de alambres contribuyen decisivamente a impulsar este desarrollo. Constituyen la base para la calidad del movimiento y la durabilidad de los robots, que desempeñan un papel indispensable en cada vez más campos de aplicación.
