Las guías lineales son componentes esenciales de muchas máquinas de alta tecnología, incluidas las máquinas herramienta #CNC como tornos, fresadoras, rectificadoras y otros centros de mecanizado. Son dispositivos que permiten el movimiento de traslación entre los elementos fijos y móviles de con muy baja fricción.
En este artículo exploraremos los diferentes tipos de guías lineales utilizadas en máquinas de alta tecnología, así como sus respectivas ventajas, desventajas y aplicaciones más apropiadas.
Guías de bolas
Estas guías utilizan una serie de bolas para reducir la fricción y proporcionar un movimiento lineal suave. Las bolas se mantienen en su sitio mediante una jaula, que garantiza que permanezcan uniformemente espaciadas y correctamente alineadas.
Ventajas:
El uso de rodamientos de bolas proporciona una gran precisión gracias a un movimiento lineal suave y preciso.
Adecuados para aplicaciones de alta velocidad, normalmente por encima de 50 m/s.
Desventajas:
Poco adecuadas para cargas elevadas.
Los rodamientos de bolas pueden dañarse fácilmente por la suciedad u otras partículas. Necesitan una buena lubricación y rascadores de guía en buen estado.
Aplicaciones:
Estas guías son las más utilizadas entre una gran variedad de máquinas de alta precisión, incluyendo fresadoras CNC, #tornosCNC y centros de mecanizado de alta velocidad. Son muy adecuadas para piezas que requieren alta precisión y velocidad, como componentes pequeños y medianos automotrices y aeroespaciales, moldes y matrices, componentes electrónicos y dispositivos médicos.
Guías de rodillos
Las guías de rodillos utilizan una serie de rodillos en lugar de bolas para proporcionar movimiento lineal. Los rodillos están sujetos por una jaula y alojados en un carril.
Ventajas:
Gran capacidad de carga: Las guías de rodillos pueden soportar cargas pesadas gracias a la gran área de contacto entre los rodillos y el carril.
Gran rigidez: Los rodillos también proporcionan un mayor contacto y rigidez entre las partes móviles.
Desventajas:
No es adecuado para aplicaciones de muy alta velocidad, normalmente por encima de 120 m/s, debido a la posibilidad de que los rodillos patinen o reboten.
Los rodillos pueden dañarse fácilmente por la suciedad u otras partículas. Necesitan una buena lubricación y rascadores de guía en buen estado.
Aplicaciones:
Estas guías se utilizan normalmente en máquinas-herramienta pesadas, como centros de mecanizado CNC, rectificadoras y tornos. Son muy adecuadas para piezas que requieren gran capacidad de carga y rigidez, como grandes componentes automotrices y aeroespaciales, piezas de maquinaria pesada y otras piezas metálicas de gran tamaño.
Guías de caja
Las guías de caja consisten en un bloque deslizante dentro de una pista en forma de caja, lo que reduce la fricción y garantiza un movimiento suave y preciso de los componentes de la máquina.
Ventajas:
Gran rigidez: Las guías de caja proporcionan un contacto constante y firme entre las piezas móviles, lo que mejora la estabilidad y la precisión de la máquina.
Gran capacidad de carga: Las guías de caja pueden soportar cargas más elevadas que los rodamientos de rodillos, debido a la mayor superficie de contacto entre las partes móviles y la guía.
Elevado amortiguamiento: Las guías de caja pueden amortiguar eficazmente las vibraciones y los choques, lo que contribuye a mejorar la precisión del mecanizado.
Durabilidad extrema y baja sensibilidad a las colisiones.
Desventajas:
Velocidad limitada: Las guías de caja tienen una velocidad máxima inferior a la de otras guías. Esto limita su aplicación a determinados tipos de procesos de mecanizado.
Aplicaciones:
Estas guías se utilizan normalmente en máquinas-herramienta pesadas, como fresadoras verticales, tornos CNC y rectificadoras. Son muy adecuados para piezas pesadas, como piezas metálicas de gran tamaño para camiones, maquinaria pesada, ferrocarril o la industria del petróleo y el gas. También son más adecuadas para el mecanizado de aleaciones de acero y materiales de mayor dureza.
Guías aerostáticas
Estas guías utilizan un cojín de aire comprimido para reducir la fricción y proporcionar un movimiento lineal suave. El aire se suministra normalmente a través de pequeños orificios en la guía, lo que crea una fina capa de aire que separa las piezas móviles.
Ventajas:
Gran precisión: El uso de aire comprimido proporciona un control del movimiento extremadamente preciso.
Alta velocidad: La baja fricción proporcionada por el cojín de aire permite un funcionamiento a alta velocidad.
Efecto amortiguador: El cojín de aire también actúa como amortiguador, lo que puede reducir la vibración y el ruido generados por la máquina.
Desventajas:
Coste elevado: Las guías de aire son más caras de producir y mantener que otros tipos de guías.
Mantenimiento especializado: El sistema de suministro de aire y los componentes asociados añaden complejidad al diseño de la máquina y requieren un mantenimiento especializado.
No son adecuadas para operaciones de corte de metales.
Aplicaciones:
Estas guías se utilizan normalmente en máquinas de medición, como CMM y dispositivos de traslación, donde no estarán sometidas a fuerzas de corte constantes de las herramientas.
Guías hidrostáticas
Estas guías utilizan una película de fluido a presión, que se forma normalmente inyectando aceite u otros fluidos en la guía para reducir la fricción y proporcionar un movimiento lineal suave.
Ventajas:
Gran precisión: El uso de una película de fluido permite un control extremadamente preciso del movimiento con niveles muy bajos de fricción y desgaste.
Gran capacidad de carga: Las guías hidrostáticas pueden soportar cargas pesadas gracias a la gran superficie de contacto entre las piezas móviles y la película de fluido.
Alta velocidad: La baja fricción proporcionada por la película de fluido permite un funcionamiento a alta velocidad.
Efecto amortiguador: La película de fluido actúa también como amortiguador, lo que reduce la vibración y el ruido generados por la máquina.
Desventajas:
Coste elevado: Las guías hidrostáticas son más caras de producir y mantener que otros tipos de guías.
Mantenimiento especializado: El sistema de inyección de fluido y los componentes asociados tienen un diseño complejo, y la unidad hidráulica requiere un mantenimiento regular, incluido el cambio de filtros.
Aplicaciones:
Las guías hidrostáticas se utilizan cuando se requiere una gran carga, velocidad y precisión para evitar el típico efecto “Stick Slip” presente en las guías de caja normales.
A pesar de que cada tipo de guía lineal tiene sus propias ventajas y desventajas específicas, muchas aplicaciones comunes pueden funcionar bien con la mayoría de ellas. En este punto, elegir el tipo correcto de guía lineal se convierte en un desafío. Incluso en máquinas de tamaño similar que utilizan el mismo tipo de guías lineales, algunos fabricantes pueden optar por hacerlas más grandes o pequeñas, lo que podría afectar su productividad en general.
Algunos aspectos clave a los que sugerimos prestar atención son el coste, el espacio disponible, la distancia de mecanizado y la cantidad de producción prevista.
Si está en proceso de adquirir una nueva máquina y desea asesoría sobre el tipo de guías lineales óptimas para su aplicación, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
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