Precisão e repetibilidade, Capacidade, Comprimento do percurso, Uso, Ambiente, Tempo, Orientação, Taxas.

Aqui estão algumas dicas sobre como especificar e dimensionar corretamente um atuador acionado por motor linear usando o mnemônico ACTUATOR - abreviação de precisão, capacidade, comprimento de curso, uso, ambiente, tempo, orientação e taxas - para lembrar todos os parâmetros principais

Escolher o atuador certo para uma determinada aplicação pode parecer uma tarefa fácil. No entanto, a seleção de um atuador confiável envolve muito mais do que alguns engenheiros e integradores de sistemas imaginam. Atuadores com baixo desempenho geralmente resultam de erros básicos de especificação.

Para obter um movimento linear confiável e repetível, o objetivo é atender aos requisitos específicos de uma configuração de atuador de alta qualidade com quatro subsistemas:

1. Um sistema estrutural que pode proteger com precisão todos os componentes do atuador em um espaço físico e fornecer uma maneira de manter o atuador em seu local de trabalho

2. Um conversor de movimento rotativo para linear que consiste em um sistema de transmissão de componentes individuais

3. Um elemento de desgaste linear para guiar com precisão o carro em linha reta com atrito mínimo e máxima capacidade de carga e vida útil

4. Um carro móvel que segura com segurança a peça de trabalho, pinça, câmera, ótica ou outra carga útil

1º objetivo do projeto:

Precisão e repetibilidade

A menos que um engenheiro de projeto dedique tempo para definir o que um atuador deve fornecer para o movimento, ele provavelmente especificará demais ou pagará caro pelo sistema. Isso é especialmente verdadeiro se houver algum mal-entendido sobre a diferença entre precisão e repetibilidade. Na maioria das aplicações de atuadores, a repetibilidade é mais importante do que a precisão absoluta.

A repetibilidade pode ser unidirecional ou bidirecional, medindo assim a capacidade de um sistema de obter uma posição de comando quando abordado na mesma direção ou em qualquer direção. As duas principais especificações que influenciam a precisão são o deslocamento e o posicionamento. É comum especificar a precisão em unidades de mícrons ou milésimos de polegada.

Por exemplo, imagine um robô com uma garra sobre um atuador linear. O atuador move o robô para diversas posições, permitindo que a garra agarre caixas e as coloque em paletes. Esse movimento deve ser repetível e razoavelmente preciso para posicionar o robô, embora uma precisão precisa não seja necessária. Como regra geral, a repetibilidade do posicionamento em ± 50 µm é mais do que aceitável na maioria das operações de embalagem de fim de linha que envolvem atuadores. Para aplicações que exigem um posicionamento mais preciso, considere adicionar um codificador linear.

2º objetivo do projeto:

Capacidade

Pense nas cargas, momentos e forças que o atuador precisará suportar. Entre elas:

• carga estática

• carga dinâmica

• momento fletor

• impulso

Independentemente da configuração, a construção interna de um atuador tem um impacto direto na capacidade de carga. Alguns fabricantes projetam e constroem atuadores para suportar cargas pesadas em altas velocidades, enquanto outros são projetados para suportar cargas leves em altas velocidades. Conhecer os detalhes da aplicação é fundamental para escolher o projeto certo. Dica: Ao comparar atuadores, preste atenção às unidades de especificação mencionadas acima (unidades SI, US ou imperiais) para fazer uma comparação justa.

Atuadores de serviço industrial têm alta rigidez e suportam capacidade máxima de carga em cinco dos seis graus de liberdade, além de permitir movimento de baixo atrito no sexto eixo.

3º objetivo do projeto:

Comprimento da viagem

O curso de um atuador, medido em milímetros ou polegadas, é a distância que ele deve percorrer. No entanto, o movimento total deve incluir um curso de segurança, também conhecido como distância de parada brusca a parada brusca. Diferencie cuidadosamente o curso do comprimento total. Dica: Durante esta etapa, defina também o envelope volumétrico ou a área total na qual o sistema deve se encaixar.

4º objetivo do projeto:

Uso

O fator de utilização (também conhecido como ciclo de trabalho) é comumente expresso em ciclos por minuto. A vida útil é o número de horas, anos, ciclos ou distância linear que o atuador deve percorrer. Em outras palavras, esta especificação descreve a frequência de operação do atuador e sua durabilidade. Considere os detalhes da aplicação (incluindo o perfil de movimento, o tempo de ciclo e o tempo de permanência), além dos requisitos de vida útil. Consulte também o fornecedor sobre os cronogramas de manutenção; alguns atuadores exigem relubrificação somente após 20.000 km, enquanto outros exigem cuidados mais frequentes.

5º objetivo do projeto:

Ambiente ambiente

As condições de trabalho ao redor do atuador formam coletivamente o ambiente:

• faixa de temperatura operacional

• faixa de umidade relativa

• tipo e quantidade de partículas contaminantes

• presença de fluidos ou produtos químicos corrosivos

• requisitos periódicos de limpeza ou lavagem

Tenha esses fatores em mente e observe que ambientes exigentes ou extremos podem exigir vedações e foles especiais para proteger as partes móveis do atuador contra umidade, poeira e outros contaminantes. Se isso for uma preocupação, pergunte ao fornecedor se eles estão disponíveis.

6º objetivo do projeto:

Tempo

Engenheiros de projeto, integradores de sistemas, OEMs e usuários finais frequentemente ignoram os cronogramas do projeto ao especificar um atuador, especialmente no início. Embora outras especificações de desempenho mereçam atenção especial, leve em consideração as restrições de tempo e orçamento. Não se esqueça dos prazos gerais do projeto, solicitações de orçamentos, protótipos e cronogramas de produção, pois ignorá-los pode desperdiçar tempo e esforço posteriormente. Não há nada pior do que encontrar o atuador perfeito e depois perceber que ele não se enquadra nas restrições de tempo e orçamento do projeto.

7º objetivo do projeto:

Orientação

A escolha do atuador correto também depende de como ele será montado no espaço geométrico disponível. Isso determina a orientação da carga e da força. O carro ficará voltado para cima ou para baixo, na horizontal? Orientações verticais e posicionamentos inclinados também são possíveis, dependendo da área de cobertura do sistema e da geometria da aplicação. Cada orientação influencia os cálculos de força que, em última análise, expressam a capacidade do atuador de suportar uma determinada carga. Observe que sistemas multieixos precisam de suportes e placas transversais especiais para conectar os atuadores rigidamente e reduzir o desalinhamento e a vibração.

8º objetivo do projeto:

Tarifas

Para escolher o melhor atuador para uma aplicação, determine seu perfil de movimento alvo. Isso inclui a velocidade de deslocamento, bem como as taxas de aceleração e desaceleração necessárias. Enquanto alguns atuadores industriais podem suportar altas cargas em velocidades de deslocamento de até 5 m/s, outros têm velocidade e capacidade de carga limitadas. Nesse caso, combine corretamente o atuador com a tarefa em questão.