¿Qué son las Etapas de 2 Ejes?
Las etapas de dos ejes (etapas de eje XY) son etapas de posicionamiento con dos ejes: el eje X para el movimiento izquierda-derecha y el eje Y para el movimiento delante-detrás.
La ventaja de las etapas biaxiales es que el uso de dos ejes facilita el posicionamiento. Las etapas biaxiales suelen estar formadas por etapas superpuestas que se mueven en la dirección de cada eje.
La precisión y las características de las etapas biaxiales varían en función del mecanismo de guía que guía la etapa y del mecanismo de avance que mueve la etapa.
Usos de las Etapas de 2 Ejes
Las etapas de dos ejes se utilizan en una gran variedad de equipos que requieren posicionamiento. Algunos ejemplos son los equipos de fabricación de semiconductores que requieren el posicionamiento de piezas de trabajo y los microscopios que requieren el posicionamiento de muestras.
Existe una amplia gama de etapas de 2 ejes, desde platinas de baja precisión a platinas de alta precisión, dependiendo del mecanismo de guía y del mecanismo de avance. Las características también difieren en función del mecanismo de guía y del mecanismo de avance. Por lo tanto, es necesario seleccionar una platina de 2 ejes con la precisión y las características adecuadas para la aplicación.
Principio de las Etapas de 2 Ejes
Las etapas de 2 ejes están equipadas con un mecanismo de guiado y un mecanismo de avance. A continuación se describe el sistema típico de cada mecanismo.
1. Mecanismo de Guiado
Sistema de Ranura de Cola de Milano
Este mecanismo de guía utiliza una ranura trapezoidal de cola de milano y una cola de milano que encaja en la ranura de cola de milano. La cola de milano se desliza en la ranura de cola de milano. Debido al elevado coeficiente de fricción, no es adecuado para el posicionamiento de alta precisión. En cambio, es rentable y, por tanto, ideal para aplicaciones de posicionamiento sencillas.
Sistema de Rodillos Cruzados
Se trata de un mecanismo de guiado que utiliza una corredera con rodillos incorporados y raíles con ranuras en V. Cuando la corredera se desplaza a lo largo del carril, los rodillos entran en contacto lineal con los laterales de la ranura en V. Se caracteriza por una gran rigidez. También es adecuado para un posicionamiento preciso gracias a su baja fricción y su avance minúsculo.
Sistema de Bolas
Se trata de un mecanismo de guiado que utiliza un deslizador con bolas incorporadas y un raíl con una ranura en R en forma de arco. Cuando la corredera se desplaza por el raíl, la bola rueda en contacto con el lado de la ranura en R. Se caracteriza por un buen contacto entre la bola y el raíl.
La característica de este sistema es que el contacto entre la ranura en R y las bolas es bueno, y tiene una capacidad de carga estable para cargas en todas las direcciones. La precisión del movimiento no difiere significativamente de la del sistema de rodillos cruzados y también es adecuado para un posicionamiento preciso.
2. Mecanismo de Avance
Cremallera y Piñón
Este mecanismo de avance utiliza un raíl sobre el que se forma un engranaje de cremallera y un engranaje denominado piñón. Se caracteriza por su capacidad para alimentar rápidamente la platina, pero no es adecuado para el posicionamiento de alta precisión.
Tornillo de Avance
Se trata de un mecanismo de avance de tipo tornillo que utiliza una rosca macho y una rosca hembra. Los husillos de bolas, por ejemplo, pertenecen a este tipo de mecanismo de avance. La platina se puede alimentar a la resolución del paso del tornillo, lo que permite un avance fino, pero la velocidad de avance es lenta y no es adecuada para el posicionamiento en carreras largas.
Micrómetro
Se trata de un mecanismo de avance de tipo tornillo que permite un avance con mayor precisión que un tornillo de avance. La construcción interna es casi idéntica a la de un tornillo de avance.
Dispone de una escala que permite determinar el recorrido exacto. La velocidad de avance también es lenta, por lo que no es adecuado para el posicionamiento en carreras largas.
Una etapa de 2 ejes se construye seleccionando una combinación de los mecanismos de guía y avance descritos anteriormente que se adapte a la aplicación. Las etapas de 2 ejes no se limitan a las que se accionan manualmente, sino también a aquellas en las que cada eje está accionado por un motor.
En este caso, la precisión del posicionamiento viene determinada por la precisión del mecanismo de avance y la resolución del motor utilizado para accionarlo, por lo que la selección de las especificaciones del motor también es importante.
Generalmente, se utilizan servomotores o motores paso a paso cuando se requiere un posicionamiento preciso.
Estructura de las Etapas de 2 Ejes
Las etapas de dos ejes generalmente consisten en una base, una etapa de eje X y una etapa de eje Y, donde la etapa de eje Y se puede mover en la dirección Y (adelante y atrás) con respecto a la base y la etapa de eje X se puede mover en la dirección X (izquierda y derecha) con respecto a la etapa de eje Y.
Por ejemplo, si el mecanismo de alimentación es un tornillo de alimentación, la rosca macho del mecanismo de alimentación del eje Y está unida a la base y la rosca hembra del mecanismo de alimentación del eje Y está unida a la platina del eje Y.
La rosca macho del mecanismo de alimentación del eje X se fija a la platina del eje Y y la rosca macho del mecanismo de alimentación del eje X se fija a la platina del eje X.
Cuando el mecanismo de alimentación del eje Y mueve la platina del eje Y en la dirección Y con respecto a la base, la platina del eje X se mueve en la dirección Y con ella; cuando el mecanismo de alimentación del eje X mueve la platina del eje X en la dirección X con respecto a la platina del eje Y, sólo la platina del eje X se mueve en la dirección X.