La tecnología de accionamiento de Watt Drive mueve plataformas portadoras altamente dinámicas para aplicaciones de simulación.
La empresa belga Motion For Simulators (MFS) diseña y construye plataformas portadoras altamente dinámicas para una gran variedad de aplicaciones de simulación. Entre ellas figuran simuladores de vuelo, juegos de carreras y aplicaciones en el área de comportamiento de cargas. MFS ha desarrollado un nuevo concepto de movimiento para sus plataformas multieje que permite a pilotos aficionados y profesionales volar en simuladores de vuelo. El nuevo concepto combina servomotores dinámicos con eficientes motorreductores cónico-helicoidales de Watt Drive, una empresa perteneciente al grupo WEG. Al principio, cuando se fundó la empresa, hace unos 20 años, MFS se dedicaba, esencialmente, al diseño y la construcción de simuladores de aviones.
Con el tiempo, la empresa quería ampliar su gama de productos incorporando plataformas portadoras móviles. Puesto que la búsqueda de un proveedor “disponible” adecuado resultó infructuosa, MFS tomó la decisión de desarrollar sus propias plataformas portadoras móviles. Finalmente, la plataforma original de dos ejes ha evolucionado hasta convertirse en una serie de plataformas estándares y personalizadas accionadas por dos, tres y seis ejes. En cooperación con la empresa belga Automotion, después de tres años de intensa investigación y desarrollo, MFS ha logrado desarrollar un sistema listo para el mercado. Los simuladores en plataformas móviles pueden ser utilizados en múltiples aplicaciones tanto por usuarios profesionales –por ejemplo, en el ámbito médico o en la formación de pilotos– como por usuarios aficionados de simuladores en casa.
Nuevo concepto de movimiento
Con el objetivo de mejorar el rendimiento y la eficiencia de sus plataformas de simuladores, MFS colaboró con Automotion y WEG para desarrollar un nuevo concepto de accionamiento, que representa una nueva implementación del control, que realiza todos los cálculos para los movimientos, y de los servomotores y motorreductores. “Cada aplicación tiene asignada una carga muy variable, lo que suele ser normal en nuestras plataformas. Es absolutamente necesario que el movimiento sea dinámico y sin vibraciones. La tecnología de accionamiento y control utilizada tiene que ser robusta y debe cumplir con los estrictos requisitos que se exigen de ella”, explica Marnix Tahon, fundador de la empresa y director ejecutivo de MFS. Casi todas las aplicaciones de simulación son diferentes, y todas ellas se caracterizan por requisitos muy específicos en términos de velocidad, número de ejes y fuerzas actuantes. Para implementar el diseño correcto de los motorreductores, el cálculo de las fuerzas mecánicas, que actúan desde diferentes direcciones (radiales y axiales), planteaba un reto especial. En algunos casos, WEG ha desarrollado ratios especiales para los motorreductores con plazos de entrega reducidos.
Solución electromecánica integral
Antes, los ejes de las plataformas de simulación se controlaban mediante una placa de circuito impreso separada en combinación con una transmisión por tornillo sinfín. Sin embargo, hoy en día, el sistema funciona con un moderno controlador de movimiento PacDrive junto con los servomotores asociados. Para cubrir las necesidades de ingeniería mecánica, como parte de la solución integral, se optó por usar reductores cónico-helicoidales de Watt Drive, que en algunos casos tenían relaciones de transmisión específicas para cada aplicación concreta, adecuadas para los ámbitos de uso muy especiales de los simuladores.
Además, están equipados con adaptadores apropiados, con los que se acoplan los motores a los motorreductores. En función de la aplicación y del número de ejes, se utilizan dos, tres o seis motorreductores por plataforma. Los sistemas de accionamiento compuestos por motorreductor y servomotores están integrados en el software de control de MFS. Todos los movimientos se controlan a través del controlador de movimiento industrial y mediante la conexión de los nuevos servomotores a reductores cónico-helicoidales. Igualmente, se han podido aumentar los límites de cargas axiales y radiales, así como la eficiencia energética. Además, en comparación con los simuladores accionados hidráulicamente, las plataformas electrodinámicas generan mucho menos ruido. Los sistemas de accionamiento compuestos por motorreductor y servomotores están integrados en el software de control de MFS.
Todos los movimientos se controlan por el controlador de movimiento industrial y mediante la conexión de los nuevos servomotores a reductores cónicohelicoidales. Igualmente, se han podido aumentar los límites de cargas axiales y radiales, así como la eficiencia energética. Además, en comparación con los simuladores de accionamiento hidráulico, las plataformas electrodinámicas generan considerablemente menos ruido. “Al usar un reductor cónico-helicoidal de mayor eficiencia se reduce el consumo de energía y se pueden utilizar accionamientos más pequeños para cumplir con los mismos requisitos de rendimiento. Al mismo tiempo, los nuevos motorreductores pueden soportar mayores fuerzas radiales y axiales con el mismo par que los modelos anteriores, de modo que se pueden incrementar la dinámica y la carga de las plataformas. En resumen, gracias a la eficiencia del engranaje, se obtienen niveles más elevados de rendimiento en comparación con la solución utilizada hasta ahora”, comenta Tahon.
Capacidad de carga más alta
El nuevo concepto de movimiento hace posible una respuesta extremadamente rápida de los sistemas, lo que se traduce en tiempos de ciclo de 1 ms. Aparte de las velocidades más altas, las plataformas móviles avanzadas ofrecen un control de movimiento muy preciso y una mayor capacidad de carga. Por ejemplo, actualmente se está trabajando en una plataforma de 10 m x 15 m, dimensiones gigantescas para un simulador de movimiento. El nuevo concepto de accionamiento capacita a MFS para diseñar sistemas que no habrían sido posibles en el pasado, entre otros motivos, por el enorme peso a soportar. Ahora son viables sistemas con una carga de 5 a 6 toneladas. “Estamos contentos de poder contar con nuestros socios. Automotion y WEG no solamente suministran componentes, sino que también aportan su experiencia para desarrollar soluciones conjuntamente con nosotros. Hacen todo lo posible para ayudarnos, desde el soporte en el área de software hasta la entrega de los materiales, incluido asesoramiento sobre la integración mecánica de sus componentes en nuestros sistemas. Esta flexibilidad es un requisito fundamental para que podamos desarrollar nuestros simuladores específicos para cada aplicación”, concluye Tahon.
