7 – Distribuição elástica do carregamento
O termo distribuição elástica descreve uma condição onde dois objetos estão conectados através de vários pontos de contato de uma maneira altamente restrita. A distribuição elástica aparenta ser tão contrária ao projeto de restrição exata que se pode acreditar que uma técnica nada tem a ver com a outra, mas estas possuem características complementares. Muitos projetos cinemáticos se baseiam em sistemas de mancais que funcionam devido à distribuição elástica. Uma nova classe de máquinas-ferramentas baseada nos trabalhos desenvolvidos por Stewart (1965-66) é um bom exemplo. Essas máquinas são conhecidas como Hexapods porque possuem seis atuadores operando como um mecanismo montado em paralelo para controlar a relação entre a ferramenta e a peça. A figura 11 mostra um exemplo de máquina-ferramenta com esta configuração cinemática.
Figura 11 – Máquina-ferramenta com cinemática do tipo Hexapod.
Os atuadores geralmente utilizam a tecnologia de mancais de elementos rolantes, como os fusos de esferas recirculantes e os rolamentos radiais de contato angular. Como o carregamento nesses mancais é dividido para cada uma das esferas, a irregularidade de forma de qualquer esfera em particular terá uma pequena influência no erro de trajetória de todo o componente. Sendo sistemas completamente super restritos, esses dispositivos exigem superfícies com baixíssimos erros de forma para garantir qualidade de montagem e operação, mas uma vez alcançada, o resultado é uma diminuição significativa do erro de trajetória devido à distribuição das imperfeições. Conseqüentemente, a rigidez e a capacidade de carga são multiplicadas pelo número de restrições que dividem o carregamento. Mancais de elementos rolantes existem em muitas formas e tamanhos e possuem relativamente baixo custo quando produzidos em grandes quantidades.
A distribuição elástica é freqüentemente utilizada nos processo de fabricação para aumentar a precisão de alguns componentes além da capabilidade das máquinas-ferramentas disponíveis. Muitos desses exemplos são descritos por Moore, 1970.
A lapidação de fusos aumenta a uniformidade no seu diâmetro primitivo, mas não necessariamente sua exatidão de movimento. Projetos simétricos que permitam reversões físicas ou técnicas de fechamento podem sempre ser fabricados com erro aproximadamente nulo em relação ao gerador de simetria. Slocum (1992) se refere a esta propriedade como sendo um autoassentamento.