¿Qué es Mandril de Aire?
Un mandril de aire es un dispositivo mecánico que agarra y sujeta la pieza de trabajo con un mandril (mordaza), similar a un actuador utilizado en un sistema neumático.
En general, los dispositivos accionados neumáticamente se denominan colectivamente Mandriles de aire. La estructura del dispositivo es similar a la de un mandril mecánico convencional, pero la acción de sujeción de la pieza de trabajo se automatiza utilizando presión de aire.
Usos de los Mandriles de Aire
Los mandriles de aire se utilizan para sujetar productos en máquinas de corte y máquinas robotizadas de manipulación de materiales sujetando la pieza mediante presión de aire. También pueden utilizarse para fijar la pieza a un centro de mecanizado o un torno NC, o pueden acoplarse al extremo de una mano robótica para sujetar la pieza abriendo y cerrando el plato, y utilizarse como medio de transporte.
Sin embargo, a diferencia de la sujeción mecánica, la fuerza de sujeción de la pieza viene determinada por la capacidad del compresor del sistema neumático, por lo que la selección de un Mandriles de aire debe tener en cuenta el peso del producto y la tensión y el tamaño de la tensión generada en la pieza que se va a procesar.
Generalmente, el tamaño de los mandriles de aire es el diámetro interior del tubo dentro del cilindro (aprox. ø 6 – ø 63 mm). Además, es necesario considerar de antemano si el rango de funcionamiento del mandril puede sujetar la pieza. La fuerza de sujeción del plato se genera mediante presión de aire y un mecanismo de conversión, como un eslabón, pero a la hora de seleccionar un plato, tenga en cuenta no sólo la fuerza de sujeción y el movimiento, sino también la posición del punto de sujeción y el momento durante el transporte.
Principio de los Mandriles de Aire
El principio básico de los mandriles de aire es prácticamente el mismo que el de los mandriles mecánicos, con la diferencia de que para abrir y cerrar el mandril se utiliza un sistema de válvulas neumáticas que evitan las fugas de aire, y el movimiento de apertura y cierre se controla mediante un sensor. Según el método de movimiento de apertura y cierre, pueden clasificarse en tres tipos: lineal, rotativo y de sujeción.
1. Sistema de Movimiento Lineal
Similar a un cilindro neumático, el plato se mueve en paralelo para sujetar la pieza. Debido a su gran versatilidad, se utiliza como mandril para equipos neumáticos en una amplia gama de industrias y es compatible con varios robots industriales.
Este modelo es especialmente fácil de utilizar, ya que es sencillo de instalar en líneas de submontaje a pequeña escala. Como el plato se instala en paralelo a la pieza, resulta útil para tareas que requieren una gran fuerza de sujeción y para su instalación en equipos con movimiento de rotación paralelo, como los robots escalares 2D.
2. Sistema de Movimiento Rotativo
Existen motores neumáticos y actuadores rotativos con movimiento oscilante, ambos utilizados para el movimiento circular. El movimiento circular implica sujetar la pieza y desplazarla una cierta distancia mientras se gira o se realizan otras operaciones de mecanizado, lo que tiende a hacer más compleja la estructura. Los actuadores rotativos se utilizan cada vez más cuando la pieza es circular o cuando la fuerza de sujeción no puede garantizarse con un plato paralelo.
Tipos de Mandriles de Aire
Los mandriles de aire están disponibles como mandriles de apertura/cierre paralelos, mandriles de apertura/cierre de fulcro y mandriles de apertura/cierre anchos, y se clasifican en mandriles de 2, 3 ó 4 garras en función del número de garras del mandril.
1. Platos de Apertura/Cierre Paralelo
Los platos de apertura/cierre paralelo son del tipo en el que los dedos (garras) se mueven en paralelo y el movimiento de apertura/cierre se regula mediante un mecanismo como una guía lineal o una guía deslizante. Básicamente, el plato se utiliza por debajo del tamaño de la pieza, pero si la pieza se sujeta en el ajuste del límite superior, la fuerza de sujeción puede reducirse, por lo que el valor de ajuste de apertura/cierre debe determinarse con cierto margen.
2. Plato de Apertura/Cierre de Fulcro
El plato de apertura/cierre por fulcro utiliza un eslabón o leva para convertir el movimiento lineal del cilindro neumático. Aunque el plato es compacto y no requiere un mecanismo de guía, debe tenerse en cuenta que la fuerza de sujeción de la pieza varía en función del diseño de las mordazas del plato y del método de sujeción.
Tanto para los platos de apertura/cierre paralelos como para los de fulcro, la acción de apertura/cierre de dedos está disponible en los tipos de cilindro de doble efecto y de simple efecto, y el tipo de cilindro de simple efecto está disponible en los tipos siempre abierto y siempre cerrado.
3. Platos de Gran Apertura/Cierre
Los platos de gran apertura/cierre se utilizan cuando la carrera de los dedos es amplia. La acción del cilindro acciona directamente los dedos y el mecanismo de piñón y cremallera sincroniza los dedos izquierdo y derecho. El vástago del cilindro y el vástago guía están guiados por cojinetes deslizantes.
Este producto también se utiliza básicamente por debajo del tamaño de la pieza, pero al igual que con el plato de apertura/cierre paralelo, es necesario fijar el valor de ajuste de apertura/cierre con cierto margen, ya que se pueden prever situaciones en las que una reducción de la fuerza de sujeción puede ser preocupante.