Precisão e repetibilidade, capacidade, duração da viagem, 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 percurso, 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 exige mais do que alguns engenheiros e integradores de sistemas imaginam. Atuadores de baixo desempenho geralmente resultam de erros básicos de especificação.

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

1. Um sistema estrutural que pode fixar 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 capacidade de carga e vida útil máximas

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

1º objetivo do projeto:

Precisão e repetibilidade

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

A repetibilidade pode ser unidirecional ou bidirecional, portanto, mede 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 pinça apoiada em um atuador linear. O atuador move o robô em diversas posições para que a garra possa agarrar as caixas e colocá-las em paletes. Este movimento deve ser repetível e bastante preciso para mover o robô para a posição, embora a precisão exata 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 posicionamento mais preciso, considere adicionar um codificador linear.

2º objetivo do projeto:

Capacidade

Pense nas cargas, momentos e forças que o atuador precisará suportar. Estes incluem:

• carga estática

• carga dinâmica

• momento fletor

• impulso

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

Os atuadores para uso industrial têm alta rigidez e suportam capacidade máxima de carga em cinco dos seis graus de liberdade – e permitem movimento de baixo atrito no sexto eixo.

3º objetivo do projeto:

Duração da viagem

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

4º objetivo do projeto:

Uso

O fator de uso (também conhecido como ciclo de trabalho) é comumente expresso em ciclos por minuto. 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 com que o atuador funcionará e quanto tempo ele precisa para durar. 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. Pergunte também ao fornecedor sobre cronogramas de manutenção; alguns atuadores só necessitam de relubrificação após 20.000 km, enquanto outros necessitam de cuidados mais frequentes.

5º objetivo do projeto:

Ambiente

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

• temperatura operacional tocou

• faixa de umidade relativa

• tipo e quantidade de partículas contaminantes

• presença de fluidos ou produtos químicos corrosivos

• requisitos periódicos de limpeza ou lavagem

Tenha estes fatores em mente e observe que ambientes exigentes ou extremos podem exigir vedações e foles especiais para proteger as peças móveis do atuador contra umidade, poeira e outros contaminantes. Quando isso for uma preocupação, pergunte ao fornecedor se estes 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 muita atenção, tenha em mente as restrições de tempo e orçamento. Não se esqueça dos prazos gerais do projeto, solicitação 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 orientação horizontal? Orientações verticais e posicionamentos inclinados também são possíveis dependendo da área ocupada pelo 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 os sistemas multieixos precisam de suportes especiais e placas cruzadas para conectar rigidamente os atuadores 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. Embora alguns atuadores industriais possam suportar cargas elevadas em velocidades de deslocamento de até 5 m/s, outros têm velocidade e capacidade de carga limitadas. Aqui, combine corretamente o atuador com a tarefa em questão.