Un alimentador que avanza hacia el primer piso puede entenderse como un sistema destinado a elevar y transportar piezas de manera gradual hasta una altura determinada, utilizando placas de empuje que se desplazan hacia adelante y hacia atrás.
La parte central del alimentador por pasos es una placa de empuje que se mueve hacia adelante y hacia atrás. Primero, las piezas que se deben transportar se colocan en el contenedor. Según el tamaño, forma y peso de las piezas a transportar, los alimentadores por pasos tienen diferentes tipos estructurales.
Qué es un alimentador por pasos
Los alimentadores de paso son equipos diseñados para transportar piezas mediante una sucesión de movimientos controlados. El mecanismo recoge las piezas desde un contenedor, las desplaza mediante placas móviles y las entrega en un nivel superior o en una sección de transporte lineal.
Los alimentadores de pasos generalmente adoptan una estructura combinada de placas fijas y placas móviles. La placa fija actúa como un tope de transición para las piezas durante el proceso de empuje, mientras que la placa móvil realiza movimientos continuos de vaivén hacia arriba y hacia abajo para lograr la alimentación paso a paso de las piezas.
Según el tamaño de las piezas y la altura que necesita elevarse, el número de placas móviles puede diseñarse como una sola pieza o múltiples piezas.
Tipo de placa de empuje única
Este diseño tiene una estructura simple y es adecuado para aplicaciones donde la altura de alimentación es baja y las piezas son pequeñas.
Tipo de placa de empuje de múltiples etapas
Este diseño permite una alimentación paso a paso de las piezas, mejorando la eficiencia y estabilidad del proceso de alimentación.
Principales componentes del sistema
Dispositivo de potencia
El dispositivo de potencia puede ser accionado por motor o por cilindro.
Accionamiento por motor
Fuente de potencia común con ventajas como movimiento estable, ajuste preciso de velocidad y menor ruido durante la operación. Algunos alimentadores utilizan motores paso a paso o servomotores para un mejor control de la precisión y velocidad del movimiento.
Accionamiento por cilindro
Este tipo de dispositivo utiliza cilindros para mover la placa de empuje.
Conjunto de placas de empuje
Las placas de empuje son las partes que están en contacto directo con las piezas y las empujan hacia adelante. Su forma, tamaño y material se diseñan y seleccionan de acuerdo con las diferentes piezas y escenarios de aplicación.
Por ejemplo, para alimentar piezas pequeñas, la placa de empuje puede tener un ancho y grosor menores para evitar que una gran cantidad de piezas retrocedan después de ser empujadas.
Para piezas más grandes o pesadas, la placa de empuje necesita tener la resistencia y el tamaño adecuados.
Contenedor
Sirve para almacenar las piezas. Su diseño depende de las características de las piezas y los requisitos de producción.
Transportador lineal
Después de que las piezas son enviadas desde la placa de empuje, aún necesitan pasar por una sección de transporte lineal para llegar a la posición donde el siguiente equipo las recoja.
Cuando las piezas caen sobre el transportador lineal, sus posturas pueden no ser uniformes, por lo que se debe instalar un mecanismo en el transportador lineal para devolver al contenedor las piezas que tengan posturas incorrectas.
Sistema de control
Incluye controladores y sensores que regulan el encendido, apagado y velocidad del motor, así como la acción de los cilindros.
Elementos identificados en la estructura
| Número | Elemento |
|---|---|
| 1 | Placa Base |
| 2 | Motor |
| 3 | Dispositivo de Empuje |
| 4 | Soporte de Placa |
| 5 | Placa Fija |
| 6 | Placa Móvil |
| 7 | Alimentador Lineal |
| 8 | Carril Lineal |
| 9 | Contenedor |
| 10 | Carril de Retorno |
Cómo avanza el alimentador hacia el primer piso
El proceso comienza con la colocación de las piezas en el contenedor. La placa móvil recoge o apoya las piezas y realiza un desplazamiento controlado hacia el nivel superior. La placa fija sirve como superficie de transición y ayuda a evitar que las piezas regresen al nivel inferior durante el ciclo.
Después, la placa móvil vuelve a su posición inicial para recoger nuevas piezas, mientras las piezas ya elevadas permanecen en la siguiente posición. La repetición de este movimiento produce un avance gradual hacia el primer piso.
Cuando las piezas alcanzan la parte superior, pasan al transportador lineal. Desde allí pueden desplazarse hasta la zona donde las recoge el siguiente equipo.
Para mantener la continuidad del proceso, el sistema de control coordina los movimientos del motor o de los cilindros, la velocidad de avance y la detección de las piezas.
Formas de transporte lineal
Alimentador lineal vibratorio
Es adecuado para piezas más pequeñas y para situaciones donde la distancia de transporte no es larga. Es especialmente apropiado para enviar piezas pequeñas como tornillos, tuercas y arandelas.
Cinta transportadora
Es adecuada para piezas más grandes y puede lograr un transporte de larga distancia y rápido.
Con la adición de correas o cadenas, los alimentadores de paso pueden lograr fácilmente alimentación a larga distancia, como transportar piezas a distancias de 1 metro o más.
Comparación con los tazones vibratorios
Existen varios métodos para lograr la alimentación automática de piezas, incluyendo tazones vibratorios, alimentadores de paso, alimentadores centrífugos, transportadores elevados y cintas transportadoras.
Entre estos, los alimentadores de paso y los tazones vibratorios manejan piezas similares y son los más intercambiables. Por lo tanto, nos centraremos en comparar los alimentadores de paso con los tazones vibratorios.
Niveles de ruido más bajos
Esta es la ventaja más significativa de los alimentadores de paso. Al manejar piezas metálicas más pesadas, los tazones vibratorios suelen generar un ruido considerable debido a la vibración y las colisiones de las piezas.
En cambio, los alimentadores de paso son mucho más silenciosos y, a menudo, no requieren cubiertas a prueba de sonido.
Por ejemplo, cuando se manejan tornillos mayores a M6, generalmente se recomiendan los alimentadores de paso sobre los tazones vibratorios para reducir el ruido.
Capacidad para manejar piezas más grandes y pesadas
Los alimentadores de paso pueden manejar piezas más grandes y pesadas que los tazones vibratorios no pueden.
Por ejemplo, pueden alimentar varillas cilíndricas de hasta 200 mm de largo a una máquina de rectificado sin centros, una tarea que está más allá de las capacidades de los tazones vibratorios.
Alimentación a larga distancia
Con la adición de correas o cadenas, los alimentadores de paso pueden lograr fácilmente alimentación a larga distancia, como transportar piezas a distancias de 1 metro o más.
Estructura simple y alta fiabilidad
Los alimentadores de paso tienen estructuras relativamente simples, funcionan de manera estable y son menos propensos a fallar durante la operación.
Esto también se traduce en menores costos de mantenimiento.
Limitaciones de tamaño y espacio
Debido a su mayor tamaño, los alimentadores de paso no son adecuados para dispositivos compactos o aplicaciones con espacio limitado.
Normalmente, los alimentadores de paso deben colocarse independientemente en el suelo, a diferencia de los pequeños tazones vibratorios que pueden montarse directamente en una estación de trabajo de automatización.
No adecuados para piezas pequeñas
Generalmente, los alimentadores de paso no se recomiendan para piezas de menos de 4 mm de tamaño.
Clasificación limitada de piezas complejas
Los alimentadores de paso son adecuados para tareas de orientación simples que involucran piezas cilíndricas, cuadradas o planas.
Ventajas de automatizar el acceso entre niveles
Nowadays, the use of actuators in home automation can benefit homeowners in so many ways.
Examples of home automation benefits include improved privacy, safety, convenience, and space optimization in confined areas.
A home’s stairwell is often an area with a decent amount of unused space that can be improved through home automation for better space optimization.
Antes de la conversión del hueco de la escalera, Bryan tenía sus pertenencias almacenadas en un solo nivel de una estantería y tenía que levantar las manos mientras permanecía en la parte inferior de las escaleras para acceder a ellas.
Una conversión del hueco de la escalera permitiría una mayor optimización del espacio mediante una puerta oculta que permite acceder a las escaleras y que también funciona como suelo de una despensa.
Construcción de una puerta elevable automatizada
Bryan utilizó un marco de madera como estructura provisional de prueba y como punto de referencia para trabajar.
Después colocó bisagras de 5 pulgadas junto con las piezas de aluminio cortadas, marcó con un lápiz los orificios necesarios para las bisagras y realizó las perforaciones correspondientes.
Al fabricar el marco de aluminio para sostener la puerta, Bryan marcó las zonas destinadas a las vigas transversales para asegurarse de que no interfirieran con las bisagras que se añadirían posteriormente.
Aunque las bisagras se atornillaron cuidadosamente y se golpearon suavemente, 2 de los 3 tornillos terminaron dañándose.
Para resolver este problema, Bryan cambió a tornillos de máquina que atravesaban el marco de un lado al otro y aseguró cada tornillo en el extremo con una tuerca.
El siguiente paso consistió en soldar las vigas transversales de aluminio para formar el marco de aluminio, que pesa aproximadamente 27 lb.
Para completar la puerta, que también funciona como suelo, se pintó el contrachapado y se instaló junto con el marco después de que se secara.
Uso de pistones y actuadores lineales
Se eligieron pistones hidráulicos de asistencia para reducir la fuerza necesaria para levantar la puerta.
Durante la fase de pruebas, Bryan modificó sus soportes Amazon con los espárragos orientados de manera que el empuje y la tracción del pistón se tradujeran más directamente a los puntos de montaje.
A lo largo de la fase de pruebas, también experimentó con diferentes modelos de asistencia hidráulica, longitudes y valores de presión para encontrar los adecuados.
La resistencia de los 2 pistones, cada uno con una capacidad nominal de 60 lb, todavía requería aplicar fuerza manual para abrir la puerta.
Por ello, Bryan decidió sustituir un pistón por un actuador eléctrico modelo PA-04-14-100 para añadir comodidad mediante la automatización.
actuador de la puerta
Control inalámbrico y funcionamiento desde ambos niveles
El control inalámbrico fue posible mediante la caja de control PA-31, que se incluye con mandos inalámbricos.
Un mando inalámbrico se coloca abajo y el segundo se mantiene arriba, de modo que el sistema funciona de manera similar a un interruptor de luz de tres vías.
Esta configuración permite controlar el movimiento de la puerta desde cualquiera de los dos niveles, lo que resulta especialmente útil cuando el usuario se encuentra en el primer piso o en la parte inferior de las escaleras.
Interruptor de límite externo y seguridad
Para garantizar que el actuador lineal eléctrico se detenga en la posición deseada, Bryan conectó el actuador a un interruptor de límite externo AC-24 Push Button External Limit Switch.
Cuando la puerta presiona el botón durante el cierre, este interruptor de límite externo corta la alimentación eléctrica de la corriente que circula en la dirección de retracción del actuador.
Esto evita daños en el actuador o en la estructura debido a una retracción excesiva.
Sin embargo, el diodo incorporado en el interruptor de límite externo permite que la corriente circule en la dirección opuesta cuando la puerta se extiende para abrirse.
Alimentación eléctrica de respaldo
El sistema cuenta con un fusible eléctrico para aumentar la seguridad y recibe la energía de un banco de baterías situado en el sótano.
Esta fuente de alimentación también funciona como suministro de respaldo en caso de cortes eléctricos en la vivienda y tiene suficiente energía para abastecer la casa durante aproximadamente un día.
La combinación de un actuador lineal, un interruptor de límite, un fusible, controles inalámbricos y una fuente de respaldo permite automatizar de forma práctica una puerta situada en el hueco de la escalera.
Aplicaciones industriales del alimentador hacia un nivel superior
Procesos de maquinado
En los procesos de maquinado, los alimentadores de paso pueden alimentar con precisión las materias primas, como varillas o planchas, a la posición de trabajo de la máquina herramienta, mejorando tanto la eficiencia como la precisión.
Se utilizan ampliamente en operaciones de carga para equipos como rectificadoras sin centros y tornos.
Líneas de producción automatizadas
Como componente crítico de las líneas de producción automatizadas, los alimentadores de paso pueden trabajar junto con otros equipos, como transportadores y robots, para permitir la alimentación y distribución automatizadas de materiales.
El mismo principio de avance gradual puede aplicarse cuando las piezas deben desplazarse desde un nivel inferior hacia el primer piso o hacia una estación de trabajo elevada.
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