Atuadores Pneumaticos

15.2 - Acionamentos Lineares

Acionamentos lineares são aqueles em que o padrão de deslocamento é de translação, não havendo a necessidade de se introduzir elementos para conversão de movimento como, por exemplo, fusos. Existem poucos elementos de acionamento linear para aplicações em máquinas-ferramenta, dos quais podemos citamos abaixo os principais (Stoeterau, 1999):

2.15.2.1 - Atuadores Hidráulicos/Pneumáticos

Os atuadores hidráulicos e pneumáticos apresentam como principal característica a capacidade de transmissão de elevadas forças, e seu uso em máquinas é bastante difundido. Apesar de pesquisas recentes já proporcionarem formas de controle de posição e velocidade em atuadores hidráulicos e pneumáticos, esses ainda encontram limitação quanto ao uso em máquinas-ferramenta, em função da dificuldade de controle de posicionamento. Contudo, para aplicações dedicadas, tais como torneamento e retificação longitudinal e faceamento, sua utilização é quase unânime em função da relação custo/benefício que oferecem (Weingaertner, 1992).

2.15.2.2 - Atuadores PIEZELÉTRICOS

O efeito piezelétrico é uma propriedade de determinados materiais de gerarem uma diferença de potencial elétrica quando submetidos a deformações ou vice-versa, como, por exemplo, em cristais de quartzo. Este efeito é amplamente explorado em transdutores de pressão, força e deformação.

Os atuadores piezelétricos têm ampla aplicação em sistemas que necessitem pequenos cursos de deslocamento e são muito usados no ajuste fino de ferramentas de corte em usinagem de ultraprecisão e na estabilização de sistemas ópticos.

Quanto à forma, estes podem assumir o formato de discos, barras e cilindros (Slocun, 1992), sendo que a figura 48 apresenta acionamentos piezoelétricos de diversas configurações. Atualmente as cerâmicas piezelétricas têm substituído os cristais naturais, e podem ser sinterizadas de acordo com a forma que se deseja (Weck, 1992).

Figura 48 – Acionamentos piezelétricos

2.15.2.3 - Motores Lineares

Motores lineares podem ser definidos como transdutores que transformam sinais elétricos em movimentos de translação. São projetados para executar movimento linear diretamente, sem a necessidade de acoplamentos mecânicos. Um motor linear pode ser mais bem descrito como um motor rotativo tradicional que é aberto e realiza um movimento em linha. Ao contrário dos motores rotativos, onde os parâmetros de referência são velocidade angular e torque, nos motores lineares as componentes do movimento são referenciadas como força e velocidade de translação. A força atua ao longo do deslocamento da componente estacionária, a qual é denominada de estator ou padrão, enquanto que o elemento móvel é referenciado como translator ou cursor (Vasquez, 1994; Weck, 1992; Krause, 2000).

Na prática, os motores lineares DC com escovas raramente são utilizados devido à sua deterioração mecânica (desgaste das escovas) e à conseqüente necessidade de manutenção. Os motores lineares assíncronos também não são utilizados, devido à sua dificuldade de controle.

As vantagens no emprego de motores lineares, em contraste com sistemas com atuadores e motores convencionais, podem ser assim resumidas:

• alta velocidade e aceleração;

• operação suave e alta precisão de posicionamento;

• alta gama de velocidades;

• sem limites de deslocamento;

• alta rigidez;

• simplicidade mecânica (não há necessidade de conversores de moviento);

• sem backlash mecânico;

• forças múltiplas em um mesmo estator.

Aplicações típicas:

• inspeção e teste de semicondutores;

• manipulação de materiais compósitos;

• dobramento de arames;

• produção de placas de circuitos impresso;

• mesas X-Y;

• posicionamentos em múltiplos estágios;

• manipuladores e movimentadores (pick and place);

• montagens