Antriebsenergiequelle, Übertragungsmittel, Lager oder Führung, Rahmen oder Tragkonstruktion, Positionsrückmeldung (in den meisten Fällen).

Ein weiterer Bereich der Mechatronik, der oft für Verwirrung sorgt, sind Aktuatoren. Das Problem besteht darin, dass man Aktuatoren entweder als Baugruppen aus mehreren Komponenten oder als Einzelkomponenten kaufen kann – und beides wird als Aktuator bezeichnet. Dieser Bereich der Mechatronik ist traditionell etwas unklar, und ich möchte hier einige Definitionen hinzufügen, um die Sache etwas zu verdeutlichen.

Eine Aktuatorbaugruppe besteht aus 5 verschiedenen Technologien, die in einem Paket integriert sind. Diese 5 sind: Antriebsenergiequelle, Übertragungsmittel, Lager oder Führung, Rahmen oder Tragstruktur, Positionsrückmeldung (in den meisten Fällen).

Eine Aktuatorbaugruppe kann aus vielen Komponenten bestehen. Jede einzelne Komponente muss hinsichtlich ihres Beitrags zum Gesamtergebnis verstanden werden. Bei Aktuatorbaugruppen übernimmt der Lieferant jedoch bereits die Integrationsplanung, sodass Sie sich darum nicht kümmern müssen. In den meisten Fällen ist dies die kostengünstigste und bequemste Lösung für die Anforderungen einer spezifischen Anwendung.

Oftmals bringen vorgefertigte Lösungen jedoch Kompromisse mit sich. Das ist völlig verständlich, da die Lösung eines Anbieters verschiedenen Anforderungen gerecht werden muss. Wenn eine Standardlösung passt oder Sie sie anpassen können, ist alles in Ordnung.

Doch wenn es Ihnen schwerfällt, eine Standardlösung zu finden, kann die Suche nach der passenden Technologie eine entmutigende Aufgabe sein. Die Aktuatortechnologie ist ein hervorragendes Beispiel für das Zusammenspiel vieler verschiedener Technologien, das für die Mechatronik charakteristisch und zugleich anspruchsvoll ist.

Als Antriebsenergie können Elektromotoren, Luft- und Hydraulikmotoren oder Luft- und Hydraulikzylinder verwendet werden.

Die Kraftübertragung in den Motorgehäusen erfordert eine mechanische Umwandlung von Dreh- in Linearbewegung, entweder durch Riemen und Riemenscheibe, Gewindespindel und Mutter oder Zahnstange und Ritzel. Zylinderantriebe benötigen diese Umwandlung nicht, können aber im Gegensatz zu Drehantrieben keine mechanische Übersetzung nutzen. Daher muss mit steigender Kraft auch die Zylindergröße zunehmen.

Lager sind ein Thema für sich, aber in Aktuatoren werden üblicherweise geschliffene Stangenlager mit Kugelkäfigen oder quadratische Kreuzrollenlager eingesetzt.

Der Rahmen bzw. die Tragkonstruktion dient der Montage der Bauteile. Spindelsysteme sind relativ einfach, da sie keine besonderen Belastungskomponenten aufweisen, sondern lediglich passive Gewichtsbelastung. Riemen und Riemenscheiben müssen gespannt werden, und die Tragkonstruktion muss die Spannkraft ohne Durchbiegung aufnehmen können.

Die Anforderungen an die Rückkopplung stellen ein weiteres umfangreiches Thema dar, da das Rückkopplungsgerät mit einer Steuerung verbunden sein muss. Typischerweise steht bei der Rückkopplung die Genauigkeit im Vordergrund, doch kann zu hohe Genauigkeit Probleme verursachen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Betriebsumgebung. Hohe Temperaturen oder raue Atmosphären schränken die Auswahl geeigneter Technologien ein.