Mesas de Índice Rotativo - Cómo Funcionan
Figura 1: Mesa de índice rotativo Festo DHTG
Una mesa de índice rotativo es un dispositivo mecánico utilizado para posicionar con precisión piezas de trabajo para mecanizado o inspección al girarlas a ángulos específicos. Permite una posición precisa y repetible para operaciones como taladrado, fresado y control de calidad, mejorando la eficiencia y precisión en los procesos de fabricación. Estas mesas pueden ser operadas manualmente o integradas con sistemas CNC para control automatizado. Se utilizan ampliamente en industrias como la aeroespacial, automotriz y metalúrgica para producir piezas complejas con alta precisión.
Tabla de contenidos
- Función de la mesa de índice rotativo
- Componentes principales y diseño
- Cómo funciona una mesa de índice rotativo
- Ejemplo
- Características generales de las mesas de índice rotativo
- Aplicaciones
- Criterios clave de selección
- Mesa de índice rotativo Festo DHTG
- FAQs
Función de la mesa de índice rotativo
La función principal de una mesa de índice rotativo es ejecutar desplazamientos angulares repetidos durante un ciclo de máquina, seguidos de un período de reposo (el reposo es el tiempo que la mesa de índice rotativo permanece en una posición particular). Este proceso permite la posición precisa de las piezas en varias estaciones de trabajo para tareas de mecanizado, ensamblaje o inspección. El período de reposo es crucial ya que proporciona el tiempo necesario para realizar las operaciones en la pieza en cada estación antes de pasar a la siguiente posición.
Componentes principales y diseño
Las mesas de índice rotativo tienen motores, que pueden ser alimentados por medios neumáticos, eléctricos, hidráulicos o manuales, adaptados a las necesidades específicas de la aplicación.
- Los motores neumáticos en las mesas de índice rotativo son ideales para cargas pequeñas a medianas, utilizando cilindros neumáticos para la rotación, con un mecanismo de trinquete para bloquear la mesa en su lugar durante el golpe de retorno.
- Los motores eléctricos ofrecen velocidad y la capacidad de manejar cargas más pesadas, lo que los hace adecuados para tareas que requieren alta precisión y repetibilidad.
- Los accionamientos hidráulicos utilizan fluido presurizado para un control de movimiento potente y suave, perfecto para cargas sustanciales.
- Las mesas de índice rotativo manuales pueden ajustarse a mano y son perfectas para necesidades de indexación menos frecuentes, permitiendo ajustes manuales.
Los dispositivos de transmisión de potencia mecánica transfieren la potencia de los motores a la mesa rotativa. Además, los codificadores, sensores y controladores son esenciales para el control preciso y la retroalimentación de la posición de la mesa, permitiendo una posición precisa y repetible.
Construida alrededor de una placa de acero circular, la mesa incluye husillos, ranuras o agujeros de montaje para asegurar componentes, con ángulos de indexación fijos o ajustables para la personalización de tareas. Los rodamientos soportan la rotación de la mesa, manteniendo la capacidad de carga y la precisión, con opciones como rodamientos de contacto angular, rodamientos de bolas recirculantes y rodamientos de rodillos cruzados disponibles.
Cómo funciona una mesa de índice rotativo
La mecánica operativa de las mesas de índice rotativo implica una base y una placa giratoria, donde la base soporta la placa giratoria que sostiene la pieza de trabajo. La rotación es controlada por un mecanismo de indexación, que detiene la mesa en intervalos predeterminados para operaciones en cada estación.
El sistema de accionamiento impulsa esta rotación, que puede ser manual o motorizada, siendo esta última común en configuraciones automatizadas. Un mecanismo de bloqueo asegura la estabilidad al fijar la mesa en su lugar una vez que alcanza la posición deseada, evitando cualquier movimiento que pueda comprometer la precisión.
En las mesas de índice rotativo automatizadas, un sistema de control dicta la velocidad de rotación, el ángulo y el tiempo de reposo en cada posición, permitiendo operaciones complejas con mínima intervención humana. Este sistema utiliza la retroalimentación de codificadores y sensores para gestionar eficientemente el funcionamiento de los motores y otros componentes.
Integración y flexibilidad
La colocación de los mecanismos de accionamiento puede variar, posicionándose por encima, por debajo, detrás o al lado de la superficie de la mesa, ofreciendo flexibilidad de diseño para adaptarse a diferentes restricciones espaciales y configuraciones operativas. Esto asegura una integración perfecta en una amplia gama de entornos industriales.
Ejemplo
Considere la fabricación de una caja de cambios de un automóvil. La caja de cambios tiene múltiples agujeros que deben ser perforados y roscados (se crean roscas dentro de los agujeros) en varios ángulos alrededor de una parte cilíndrica. Este proceso requiere alta precisión para asegurar que los agujeros estén correctamente posicionados y angulados para que la caja de cambios funcione correctamente.
Método tradicional
Sin una mesa de índice rotativo, un operador posicionaría y aseguraría manualmente la pieza, perforaría un agujero, luego desabrocharía la pieza, la giraría a la siguiente posición, la volvería a asegurar y perforaría el siguiente agujero. Este proceso no solo consume mucho tiempo, sino que también es propenso a errores en la alineación y posicionamiento, lo que puede llevar a defectos potenciales en la caja de cambios.
Usando una mesa de índice rotativo
La parte cilíndrica de la caja de cambios se asegura en la mesa de índice rotativo. La mesa está programada o configurada para girar la pieza a los ángulos exactos necesarios para cada agujero. Así es como simplifica el proceso:
- Configuración: La pieza se sujeta en la mesa de índice rotativo. Las herramientas de perforación y roscado se posicionan sobre la mesa.
- Inicio de la operación: El operador inicia el proceso, o si está automatizado, el sistema de control inicia la secuencia.
- Perforación del primer agujero: La mesa está en su posición inicial. El taladro baja, perfora el agujero y luego se retrae. La herramienta de roscado sigue, creando las roscas dentro del agujero recién perforado.
- Indexación a la siguiente posición: La mesa de índice rotativo gira la pieza al siguiente ángulo predeterminado. La precisión de la mesa asegura que la pieza esté posicionada con precisión para el siguiente agujero.
- Repetición del proceso: El proceso de perforación y roscado se repite para cada agujero, con la mesa de índice rotativo girando la pieza a cada posición requerida. El operador no necesita reposicionar manualmente la pieza, ahorrando tiempo y reduciendo el riesgo de errores.
- Finalización: Una vez que todos los agujeros están perforados y roscados, la pieza se desabrocha de la mesa y se inspecciona. La precisión de la mesa de índice rotativo asegura que todos los agujeros estén correctamente posicionados y angulados, cumpliendo con las estrictas especificaciones requeridas para que la caja de cambios funcione correctamente.
Características generales de las mesas de índice rotativo
Las mesas de índice rotativo tienen varias características que mejoran su funcionalidad y adaptabilidad a diferentes aplicaciones:
- Superficies de mesa ajustables: Algunas mesas ofrecen superficies que pueden elevarse o bajarse en un ángulo controlado, proporcionando flexibilidad para tareas de mecanizado o ensamblaje complejas.
- Superficies de trabajo rotativas múltiples: Las mesas con más de una superficie de trabajo rotativa permiten el procesamiento simultáneo de múltiples piezas, aumentando la eficiencia.
- Dispositivos controlados numéricamente por computadora (CNC): La tecnología CNC ofrece mayor precisión y repetibilidad, lo que la hace ideal para aplicaciones que requieren movimientos y posicionamiento precisos.
- Codificadores rotativos: Utilizados para transmitir la posición precisa de la superficie de la mesa, los codificadores rotativos son esenciales para aplicaciones donde la posición exacta es crítica.
- Mesas de cuatro ejes y cinco ejes: Las mesas de cuatro ejes permiten el movimiento a lo largo de los ejes lineales X, Y y Z más la rotación alrededor del eje X, facilitando tareas de mecanizado complejas con una sola configuración. Las mesas de cinco ejes añaden la rotación alrededor del eje Y, permitiendo geometrías de piezas aún más intrincadas al permitir que la pieza de trabajo se posicione en casi cualquier ángulo.
Aplicaciones
Las mesas de índice rotativo se utilizan en un amplio espectro de aplicaciones:
- Ensamblaje: Racionalización del proceso de ensamblaje mediante la posición precisa de las piezas para las operaciones de ensamblaje.
- Posicionamiento de equipos: Posicionamiento preciso de equipos para un funcionamiento y eficiencia óptimos.
- Automatización: Mejora de los procesos automatizados al proporcionar una posición confiable y precisa.
- Inspección: Facilitación de procesos de inspección detallados mediante la posición precisa de las piezas.
- Mecanizado: Mejora de la precisión y eficiencia del mecanizado con la posición precisa de las piezas de trabajo.
Estas mesas son particularmente efectivas en entornos que requieren operaciones verticales rápidas y sencillas. Se utilizan comúnmente en:
- Prensas industriales
- Destornilladores
- Remachadoras
- Dispensadores
- Unidades de pick-and-place
- Soldadores ultrasónicos o de resistencia
Criterios clave de selección
Al seleccionar una mesa de índice rotativo, se deben considerar varios parámetros importantes:
- Incremento máximo de indexación: Esta especificación se refiere al ángulo más pequeño en el que la mesa puede girar. Es esencial para aplicaciones que requieren alta precisión, ya que determina la capacidad de la mesa para posicionar las piezas con precisión.
- Diámetro de la mesa de trabajo: El tamaño de la mesa de trabajo es crítico, ya que debe ser lo suficientemente grande como para acomodar las piezas o ensamblajes que se están trabajando. El diámetro puede variar significativamente según el modelo y el uso previsto.
- Carga axial máxima: Esta es la carga máxima que se puede aplicar a lo largo del eje de la mesa sin causar daños o reducir el rendimiento. Es importante para asegurar que la mesa pueda manejar el peso de las piezas y cualquier fuerza ejercida durante el procesamiento.
- Carga radial máxima: Similar a la carga axial, esta especificación indica la carga máxima que se puede aplicar perpendicular al eje de la mesa. Es crucial para aplicaciones donde se ejercen fuerzas laterales sobre la mesa.
- Resolución: Esto se refiere al incremento más pequeño que la mesa puede mover o medir, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren alta precisión.
- Repetibilidad y precisión: Estos parámetros determinan cuán consistentemente la mesa puede volver a una posición específica y cuán cerca está la posición real de la posición deseada, respectivamente.
- Parámetros mecánicos: Factores como el juego o la histéresis pueden afectar la precisión de los movimientos.
- Carga: La mesa debe ser capaz de manejar el par específico, las cargas axiales, las cargas radiales y las cargas de momento de la aplicación, lo que influye en el tipo y tamaño del indexador utilizado.
Mesa de índice rotativo Festo DHTG
La mesa de índice rotativo Festo DHTG (Figura 1) está diseñada para tareas de posicionamiento de precisión como el giro o la separación, con una mecánica robusta y una operación fácil de usar. Las características clave incluyen:
- Indexación variable y rotación reversible: Ofrece flexibilidad en la operación con la capacidad de elegir ángulos de indexación y revertir la dirección de rotación según sea necesario.
- Sistema mecánico robusto: Asegura durabilidad y fiabilidad incluso en entornos industriales exigentes.
- Planificación e implementación fáciles: Diseñado para una integración sencilla en sistemas existentes, simplificando la configuración y el mantenimiento.
- Opciones de diámetro múltiples: Disponible en diámetros de 65, 90, 140 y 220 mm, acomodando una variedad de aplicaciones.
- Control libre de la dirección de rotación: Mejora la flexibilidad operativa, permitiendo un control preciso sobre el movimiento.
- Funciones integradas: Incluye protección contra sobrecarga para evitar daños, funciones de sensor para monitoreo, ajuste de amortiguación para un funcionamiento suave, configuración de velocidad para controlar la velocidad de operación y la capacidad de cambiar la dirección de rotación, todo lo cual contribuye a un rendimiento versátil y eficiente.
Figura 2: Opciones de montaje de la mesa de índice rotativo Festo: Montaje directo desde arriba (izquierda) y abajo (derecha)
Conexiones de puertos
Figura 3: Conexiones de la mesa de índice rotativo Festo: rosca para detección de posición (A), válvula de control de flujo unidireccional (B), suministro de aire comprimido (C & D) y tornillo de ajuste para ajuste de amortiguación (E)
La tecnología combina elementos mecánicos y neumáticos para controlar el movimiento en sistemas automatizados (Figura 3):
- Rosca para detección de posición (A): Permite la detección precisa de las posiciones de las piezas, crucial para la precisión en tareas automatizadas.
- Válvula de control de flujo unidireccional (B): Regula la velocidad de los actuadores neumáticos controlando el flujo de aire, permitiendo ajustes precisos de velocidad.
- Puerto de suministro de aire comprimido para movimiento de vaivén (C): Suministra aire para el movimiento de vaivén, utilizado en varias aplicaciones industriales.
- Puerto de suministro de aire comprimido para rotación (D): Permite el suministro de aire para el movimiento rotacional controlado en ambas direcciones, añadiendo versatilidad.
- Tornillo de ajuste para ajuste de amortiguación (E): Gestiona la amortiguación al final de los movimientos, reduciendo el desgaste y asegurando un funcionamiento más suave.
| Modo de operación | Requisito de válvula | Requisitos adicionales | Descripción | Representación |
| Rotación en sentido horario | Una válvula | Ninguno | Gira el sistema en sentido horario. |  |
| Rotación en sentido antihorario | Una válvula | Ninguno | Gira el sistema en sentido antihorario. |  |
| Movimiento de vaivén | Dos válvulas | Kit de movimiento de vaivén | Mueve el sistema de un lado a otro en una trayectoria lineal. |  |
| Actuación variable (Todos los modos) | Dos válvulas | Kit de movimiento de vaivén | Permite que el sistema cambie entre rotación en sentido horario, antihorario y movimiento de vaivén. |  |
Nota: Las mesas de índice rotativo Festo no están diseñadas para su uso en entornos con mecanizado, medios agresivos, polvo de esmerilado o salpicaduras de soldadura.
FAQs
¿Cuáles son las diferencias entre una mesa rotativa y una mesa de índice?
Una mesa rotativa gira continuamente, mientras que una mesa de índice se mueve en pasos discretos para una posición precisa.
¿Cuáles son las ventajas de la indexación rotativa?
La indexación rotativa proporciona una posición precisa, una operación más rápida y una mayor eficiencia en los procesos automatizados.
¿Qué son las mesas de índice rotativo programables?
Las mesas de índice rotativo programables son dispositivos mecánicos avanzados que pueden programarse para girar a cualquier número de posiciones alrededor de un círculo, permitiendo una posición precisa y variable de las piezas de trabajo.