ACTUADORESUn actuador es un dispositivo capaz de transformar energa hidrulica, neumtica, o elctrica, a energa mecnica. Ejemplo:El motor convierte energa elctrica (se conecta a una fuente de alimentacin) en energa mecnica rotacional (movimiento).

Elementos que conforman un actuador:

Existen diferentes tipos.1. Neumticos.

Figura 1. Clasificacin de actuadores neumticos

1.1. Actuadores Lineales.

Los cilindros neumticos dependen de su forma constructiva, son los ms comunes en los circuitos neumticos.

Cilindros de simple efecto.- Con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido.Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo slo en un sentido. El mbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algn otro medio externo como cargas, movimientos mecnicos, etc. Puede ser de tipo normalmente dentro o normalmente fuera.

Figura 2. Cilindro de simple efecto neumtico.

Consideraciones:Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc. Tienen un consumo de aire algo ms bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamao. Sin embargo, hay una reduccin de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, as que puede ser necesario un dimetro interno algo ms grande para conseguir una misma fuerza. Tambin la adecuacin del resorte tiene como consecuencia una longitud global ms larga y una longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto.Ejemplos:

Figura 3. Ejemplos de cilindros de simple efecto.

Cilindros de doble efecto.- Tienen dos entradas de aire, de trabajo de salida y retroceso.Este tipo de actuadores realizan su carrera de avance y retroceso por accin del aire comprimido.

Figura 4. Cilindro de doble efecto

El campo de aplicacin de los cilindros de doble efecto es mucho ms extenso que el de los de simple, incluso cuando no es necesaria la realizacin de esfuerzo en ambos sentidos. Esto es debido a que, por norma general (en funcin del tipo de vlvula empleada para el control), los cilindros de doble efecto siempre contienen aire en una de sus dos cmaras, por lo que se asegura el posicionamiento. Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un actuador de doble efecto, es preciso que entre las cmaras exista una diferencia de presin. Por norma general, cuando una de las cmaras recibe aire a presin, la otra est comunicada con la atmsfera, y viceversa. Este proceso de conmutacin de aire entre cmaras nos ha de preocupar poco, puesto que es realizado automticamente por la vlvula de control asociada (disposiciones de 4 5 vas con 2 3 posiciones). En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto son los componentes ms habituales en el control neumtico. Esto es debido a: Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos. No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia del muelle en oposicin. Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor que en disposicin de simple, al no existir un volumen de alojamiento.Aplicacin:Una aplicacin bien sofisticada y exigente de estos msculos es una mano robtica que fabrican los mismos que producen estos actuadores (Shadow Robot Company), la manoShadow Dextrous. Este miembro para robots es manejado por 36 msculos neumticos.

Figura 4. Mano Robtica Shadow Dextrous

1.2. Actuadores de giro.Son los encargados de transformar la energa neumtica en energa mecnica de rotacin. Actuadores de giro limitado.- Proporcionan movimiento de giro pero no llegan a producir una revolucin. Existen dispositivos de simple y doble efecto para ngulos de giro de 90,180, hasta un valor mximo de unos 300 (aproximadamente).

Ejemplos:

Actuador de paleta.- Generalmente llegan a los 270, y se les suele incorporar topes mecnicos que permiten la regulacin de este giro.

Figura 5. Actuador de paleta

Actuador de pistn.- Los cilindros que funcionan como actuadores giratorios, de giro limitado, son el cilindro giratorio de pistn-cremallera-pin en el que el movimiento lineal des pistn es transformado en un movimiento giratorio mediante un conjunto de pin y cremallera y el Cilindro de aletas giratorias de doble efecto para ngulos entre 0 y 270. En la siguiente figura el cilindro pistn-cremallera-pin:

Figura 6. Actuador de pistn

Motores Neumticos.- Proporcionan un movimiento rotatorio constante, se tienen los siguientes tipos:

mbolo.- Su accionamiento se realiza por medio de cilindros de movimiento alternativo, el aire comprimido acciona a travs de una biela el cigeal del motor. La potencia de estos motores depende: a) de la presin de entradab) del nmero de mbolos c) de la superficie y velocidad de los mbolos.Existen dos tipos de motores de mbolos, motor de mbolo axial, y de mbolo radial, su funcionamiento es basado en cinco cilindros dispuestos axialmente, la fuerza se transforma por medio de un plato oscilante en un movimiento rotativo.

Figura 7. Motor de mbolo

AletasSon de construccin sencilla y por tanto de reducido peso, constan de un rotor excntrico dotado de ranuras, el cual gira en una cmara cilndrica.En las ranuras se deslizan unas aletas, que son empujadas contra la pared interior del cilindro por el efecto de la fuerza centrfuga, y en otros casos por medio de resortes o muelles, garantizndose as la estanqueidad de las diversas cmaras.

Figura 8. Motor de aletas

EngranajesEn estos motores, el par de rotacin es generado por la presin que ejerce el aire sobre los flancos de los dientes de los piones engranados, uno de los piones es solidario con el eje del motor. Estos motores se utilizan generalmente en mquinas propulsores de gran potencia, su sentido de rotacin es reversible.

Figura 9. Motor de engranajes

1.3. Actuadores especiales.- Pueden combinar ms de una caracterstica.

Cilindros de doble vstago.- Tiene un vstago corrido hacia ambos lados. La gua del vstago es mejor, porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre estos permanece constante.

Figura 10. Cilindros de doble vstago

La fuerza es igual en los dos sentidos (las superficies del mbolo son iguales), al igual que sucede con la velocidad de desplazamiento. Este tipo de cilindros recibe tambin la denominacin de cilindro compensado y es importante recordar el equilibrio entre fuerzas y velocidad de lo que puede considerarse como tericos avances y retornos de vstago. Evidentemente, para cumplirse esta correccin de desfases los dimetros de los vstagos han de ser iguales.

Actuadores de giro doble, cremallera y pion.Como se puede observar se convinan dos cilindros con un solo pion.

Figura 11. Actuadores de giro doble y pion.

Piezas con apertura angular.- A este tipo de piezas se les d formas especficas para aplicaciones especficas.

Figura 12. Actuadores con apertura angular

EJEMPLOS DE ACTUADORES APLICADOS EN ROBTICA1. Pinzas de agarre neumticasFuncin: agarrar y sostener objetos para su transporte. Dispositivo de agarre: Mecnico, ventosa, adhesivo, gancho. Especificaciones: Peso, forma y tamao del objeto Fuerza necesaria Peso de la pinza Necesidad de sensores

Figura 13. Pinzas de agarre neumticas

Figura 14. Pinzas de agarre neumticas paralela y de tres dedos

Figura 15. Pinzas de agarre neumticas angular y especiales

2. Pinzas de operacinFuncin: realizar modificaciones sobre los objetos.Aplicaciones: Pintura: pistola Soldadura: al arco, por puntos. Corte: sierra, lser, chorro de agua a presin. Mecanizado: perfilar, pulir, atornillar, eliminar rebabas Caractersticas:Herramienta fija: Diseo especfico para cada aplicacin Herramienta mvil: Hace falta cambiador automtico de herramientas Alta sensorizacin: posicin, esfuerzos

Figura 15. Pinzas de operacin

Pinzas de operacin: cambiador automtico de herramientas Permite cambiar rpida y automticamente la herramienta del robot. Constan de un plato principal conectado rgidamente a la mueca del robot y de varios platos secundarios que portan distintas herramientas. Hay diversos sistemas de acoplamiento entre platos Es necesario transportar seales diversas (elctricas, neumticas, hidralicas) entre los platos.

Figura 16. Pinzas de operacin Cambiador automtico de herramientas

3. Pinzas de montajeFuncin: Insercin de piezasAplicaciones: Ensamblado, medicin, verificacin. Caractersticas: Elevada precisin de posicionamiento. Acomodacin de la pieza: Pasiva: Elemento elstico entre la mueca y el elemento terminal del robot. Activa:Correccin de la posicin del robot. Necesidad de preparacin de las piezas a insertar Alta sensorizacin

Figura 17. Pinzas de montaje

2. Hidrulicos.Se clasifican en Actuadores Lineales, llamados Cilindros. Y actuadores rotativos en general denominados motores hidrulicos. Los actuadores son alimentados con fluido a presin y se obtiene un movimiento con una determinada velocidad, fuerza, o bien velocidad angular y momento a partir de la perdida de presin de un determinado caudal del fluido en cuestin.Las maquinas que normalmente se encuentran conformadas por actuadores hidrulicos tienen mayor velocidad y mayor resistencia mecnica y son de gran tamao, por ello, son usados para aplicaciones donde requieran de una carga pesada. Cualquier tipo de sistema hidrulico se encuentra sellado hermticamente a modo que no permita, de ninguna manera, derramar el lquido que contiene, de lo contraria se corre un gran riesgo. Los actuadores hidrulicos requieren demasiado equipo para suministro de energa, as como de mantenimiento peridico.Ejemplos:

Figura 18. Cilindro de doble efecto hidrulico

Figura 19. Motor HidrulicoKoreaCOMPLETA ALGO DE LOS ACTUADORES HIDRAULICOS, Y LOS ELECTRICOS

3. Elctricos.

BIBLIOGRAFA Morfologa del robot: Actuadores y elementos terminales. (Online)Disponible en: https://alojamientos.uva.es/guia_docente/uploads/2013/452/42391/1/Documento8.pdfRevisado: 02 05 2015 Actuadores neumticos (Online).Disponible en: http://platea.pntic.mec.es/~jgarrigo/1bch/archivos/3eva/7_actuadores_neumaticos.pdfRevisado: 02 05 2015 Actuadores hidrulicos.(Online)Disponible en: http://www.uhu.es/rafael.sanchez/ingenieriamaquinas/carpetaapuntes.htm/Trabajos%20IM%202009-10/Antonio%20Delgado%20Diez-Actuadores%20hidraulicos_2.pdfRevisado: 02 05 2015