2. Actuadores

2. Actuadores Los elementos actuadores son los dispositivos que ejercen fuerzas y momentos sobre las partes de un robot haciendo que éstas se muevan. Transforman en energía mecánica algún otro tipo de energía y, para que sean útiles en Robótica, deben poder ser controlados con rapidez y precisión. Los actuadores que se utilizan actualmente son de tres tipos: Hidráulicos, que aprovechan la circulación de fluidos, normalmente aceite especial. Son controlados mediante servoválvulas que regulan el flujo de fluido, el cual provoca un desplazamiento lineal de un cilindro o pistón. Los actuadores hidráulicos son recomendables en los manipuladores que tienen una gran capacidad de carga, y requieren una precisa regulación de velocidad. Neumáticos. Su principio de funcionamiento es similar al de los hidráulicos, pero emplean aire, altamente compresible, a diferencia de los aceites especiales. Los actuadores neumáticos resultan muy indicados en el control de movimientos rápidos, pero de precisión limitada. Eléctricos. Son los más utilizados actualmente en robots comerciales y experimentales. Se trata, principalmente, de motores de corriente continua (c.c.) y de motores paso a paso. Ambos convierten energía eléctrica en movimiento rotacional. Los motores c.c. controlados por armadura se comportan en sí mismos como un sistema realimentado, lo que los hace especialmente útiles. Los motores paso a paso permiten realizar giros de paso definido, con precisiones de aproximadamente ±1.8º. Tienen un elevado momento a bajas velocidades y no necesitan codificadores de posición (encoders), es decir, dispositivos que informen continuamente de la posición instantánea. Servomotores Cada uno de estos sistemas presenta características diferentes, siendo preciso evaluarlas a la hora de seleccionar el tipo de actuador más conveniente. Las características a considerar son, entre otras: Potencia Controlabilidad Peso y volumen Precisión Velocidad Mantenimiento Coste En el siguiente cuadro se proporciona un resumen comparativo de los actuadores utilizados en robótica: Neumáticos Hidráulicos Eléctricos Energía Aire a presión (5-10 bar) Aceite mineral (50-100 bar) Corriente eléctrica Opciones Cilindros Motor de paletas Motor de pistón Cilindros Motor de paletas Motor de pistones axiales Corriente continua Corriente alterna Motor paso a paso Servomotor Ventajas Baratos Rápidos Sencillos Robustos Rápidos Alta relación potencia-peso Autolubricantes Alta capacidad de carga Estabilidad frente a cargas estáticas Precisos Fiables Fácil control Sencilla instalación Silenciosos Desventajas Dificultad de control continuo Instalación especial (compresor, filtros) Ruidoso Difícil mantenimiento Instalación especial (filtros, eliminación aire) Frecuentes fugas Caros Potencia limitada