Doğrusal aktüatör, dairesel bir hareketi doğrusal harekete dönüştürebilen, kendi kendini destekleyen yapısal bir sistemdir. Bu hareket bir motor tarafından üretilir ve hareketi (veya kuvveti) bir eksen boyunca iletir. Bu şekilde, doğrusal aktüatörler dairesel hareketle çalışan geleneksel elektrik motorlarından farklı şekilde çalışır.

Doğrusal aktüatörün ne olduğunu anlamak, çeşitli uygulamalarını kavramak için çok önemlidir. Doğrusal aktüatörler, yükü itme, çekme, kaldırma, indirme veya eğme gibi hareketlerin üretilmesine büyük ölçüde yardımcı olur.

Gerçekleştirdikleri görevlerin çeşitliliği nedeniyle, çeşitli doğrusal aktüatör türleri mevcuttur. Tahmin edebileceğiniz gibi, tüm doğrusal aktüatörler aynı amaca hizmet etmez. Doğrusal aktüatörün ne olduğunu ve işlevselliğini daha iyi anlamak için, bu cihazların yaygın uygulamalarından bazılarını inceleyelim.

Lineer Aktüatör Ne İçin Kullanılır?

Tüm doğrusal aktüatör türleri aynı değildir, ancak benzer bir doğrusal hareketi güçle üretirler. Bir yandan, doğrusal aktüatörler nesneleri veya nesneleri düz bir çizgide hareket ettirirler. Ancak daha da ileri giderek, bu hareketi hassasiyet ve büyük bir hızla tamamlarlar.

Doğrusal tahrik sistemi, dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürerek belirli görevler ve genel üretim için etkileyici bir verimlilik seviyesi sağlar. Ancak, doğrusal tahrik sistemindeki farklı doğrusal aktüatör tiplerinin ihtiyaçlara diğerlerinden daha uygun olabileceğini unutmamak önemlidir.

Optimum seçim, özel süreçlerinize ve taşımanız gereken malzemelere bağlıdır. Lineer tahrik sistemi gereksinimlerinizin inceliklerini anlamak, uygulamanız için en uygun aktüatörü seçmek açısından çok önemlidir.

Hassas doğrusal aktüatörlerin en yaygın kullanım alanı, çok eksenli Kartezyen robot sistemleriyle birleştirilmesidir. Ayrıca, makinelerin ayrılmaz bir parçası olarak kullanılması da yaygındır.

Ana sektörler:

Elektrikli lineer aktüatörlerden faydalanabilecek pek çok sektör mevcuttur. İster küçük bir işletmeniz olsun, ister her gün önemli miktarda malzeme taşıyor olun. Önemli olan, işletmeniz ne olursa olsun, sizin için ideal bir lineer aktüatör bulunmasıdır.

Dolayısıyla, aşağıdaki liste hiçbir şekilde sektörlerin eksiksiz bir listesi olmayıp, sadece en yaygın örneklerden birkaçıdır. Bu sektörlerin kontrollü ve hassas doğrusal hareketten neden faydalandığı açıkça görülmektedir.

1. endüstriyel otomasyon
2. Üretim süreçlerinde servolar ve alma-yerleştirme sistemleri
3. montaj
4. paketleme ve paletleme

 

Gerçekten, şu tür uygulamaları düşünün:

1. lazer veya plazma kesme makineleri
2. işlenmiş parçaların yüklenmesi ve boşaltılması
3. Üretim hattındaki işleme merkezlerinin beslenmesi
4. veya eylem aralığını genişletmek amacıyla endüstriyel bir antropomorfik robotu ek bir dış eksen boyunca hareket ettirmek

Tüm bu uygulamalar bir veya daha fazla doğrusal aktüatör kullanır. Kullanılan doğrusal aktüatör türü, hassasiyet, yük kapasitesi ve hız gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Genel olarak, fark yaratan genellikle hareket iletim türüdür.

Hareket iletiminin üç ana türü vardır:kayış / kremayer ve pinyon / vida.

Doğru aktüatörü seçtiğinizden nasıl emin olabilirsiniz? Yeni bir uygulama üzerinde çalışan bir endüstriyel tasarımcının hangi değişkenleri göz önünde bulundurması gerekir?

Doğrusal hareket çözümlerinden bahsederken, önemli olan konuya doğru açıdan bakmaktır. Bu, özellikle mevcut uygulama anlamına gelir. İhtiyacınız olan doğrusal aktüatör tipine karar verirken her zaman ilk ve en önemli nokta budur.

Hassas bir doğrusal aktüatör seçerken, sonuç ve performans beklentilerinizi net bir şekilde tanımlamanız çok önemlidir. Bu detaylı analiz, hassas doğrusal aktüatörünüzü tam olarak ihtiyaçlarınıza göre uyarlamanıza yardımcı olacaktır.

Bu faktörleri dikkatlice değerlendirerek, yalnızca ihtiyacınız olan hassas doğrusal aktüatör tipini değil, aynı zamanda uygulamanızda optimum performansı garanti edecek özel özellikleri de daha iyi belirleyebileceksiniz.

Bu dikkatli seçim süreci, seçtiğiniz hassas doğrusal aktüatörün en yüksek doğruluk ve güvenilirlik seviyesiyle benzersiz ihtiyaçlarınızı karşılamasını sağlar.

Bu nedenle, öncelikle gereken dinamikleri, vuruş uzunluğunu ve hassasiyeti göz önünde bulundurarak başlamakta fayda var. Bunlara detaylı bir şekilde bakalım.

Yüksek Dinamikler

Birçok endüstriyel tasarım alanında, tasarımcının talepleri genellikle hıza yöneliktir. Genellikle çevrim sürelerinin kısaltılması da buna dahildir. Bunun iyi bir örneği ambalaj sektörüdür. Sonuçta, ambalaj ne kadar hassas ve hızlı olursa, paketler o kadar hızlı teslim edilir.

Bu nedenle, bir çözümü tanımlarken başlangıç ​​noktasının genellikle yüksek dinamikler olması şaşırtıcı değildir.

Yüksek dinamikler söz konusu olduğunda kayış tahrikleri genellikle ideal çözümdür, çünkü:

1. 10-12 m uzunluğundaki stroklarda 50 m/s2'ye kadar ivmelenmelere ve 5 m/s2'ye kadar hızlara izin verirler
2. Kayış tahrikli eksenlere sahip bir XYZ portalı, son derece küçükten yaklaşık 200 kg'a kadar değişen yükleri kaldırabilir
3. Bu sistemler yağlama türüne göre oldukça uzun bakım aralıkları sunabilmekte ve böylece üretimin sürekliliği sağlanabilmektedir.

10-12 m'den uzun stroklarda yüksek dinamiklere ihtiyaç duyulan zamanlar vardır. Bu gibi durumlarda, kremayer ve pinyon tahrikli aktüatörler mükemmel bir çözüm olma eğilimindedir. Çünkü bu doğrusal aktüatörler 10 m/s2'ye kadar ivmelenmelere ve 3,5 m/s2'ye kadar hızlara olanak tanır. Üstelik tüm bunlar potansiyel olarak sonsuz stroklarda gerçekleşir.

Kremayer ve pinyon aktüatör modelleri, tekerlek ve aks konseptini uygular. Dönen bir tekerlek, doğrusal hareket üretmek için bir kabloyu, zinciri veya kayışı hareket ettirir.

Farklı bir aktüatör tipi seçmek aynı sonuçları garanti etmez. Örneğin, şüphesiz çok daha hassas bir vida sistemi kesinlikle çok yavaş olacaktır. Böyle bir aktüatörle bu kadar uzun stroklarla başa çıkamazsınız.

Vidalı aktüatör, vidayı ileri doğru hareket ettirmek için döndüren oldukça yaygın bir alettir. Ancak, senaryonuza bağlı olarak hız sınırlamaları vardır.

Uzun Vuruşlar

Kartezyen robotikte tipik XYZ konfigürasyonlarında doğrusal aktüatörlerle oluşturulan sistemler genellikle uzun stroklara sahiptir. Bu durum, alma-yerleştirme ve besleme işleme merkezleri gibi uygulamalarda yaygındır. Bu uzun üretim hatları nedeniyle, strokların uzunluğu genellikle onlarca metreye ulaşabilir.

Ayrıca, çoğu durumda, genellikle Y eksenini kapsayan bu uzun stroklar, oldukça ağır yükleri taşıma görevini üstlenir. Bazı durumlarda, yükler genellikle yüzlerce kilo ağırlığında olabilir. Ayrıca, çok sayıda dikey Z ekseni, bu uzun stroklar üzerinde bağımsız olarak çalışır.

Bu tür uygulamalarda, Y ekseni için en iyi seçim, kremayer ve pinyon tahrikli bir aktüatördür. Bunun nedeni aşağıdaki gibi çeşitli faktörlerdir:

1. Kremayer ve pinyon sisteminin sağlamlığı sayesinde, potansiyel olarak sınırsız stroklarda çalışabilirler. Bu arada, sağlamlıklarını, hassasiyetlerini ve verimliliklerini koruyarak çalışabilirler.
2. Tahrik ünitesinde, indüksiyonla sertleştirilmiş çelik kremayer dişli aktüatörlerin eğimli dişleri bulunur. Bu dişler, devridaim yapan bilyalı rulman rayları veya prizmatik raylar üzerinde kayar.
3. Her biri kendi motoruna sahip birden fazla taşıyıcı takma seçeneği, çok sayıda bağımsız dikey Z eksenine olanak tanır.

Kayışlı sistem, 10-12 metreye kadar stroklar için idealdir. Ancak bilyalı vidalı aktüatörler (uzun stroklarda) kritik hızları nedeniyle sınırlıdır.

Konumlandırma Tekrarlanabilirliği

Öte yandan, tasarımcının maksimum hassasiyet aradığı zamanlar da vardır. Bu, mikro bileşenlerin montajı veya belirli tıbbi alan uygulamaları gibi uygulamalarda söz konusu olabilir. Bu durumlarda, tek bir net seçenek vardır: bilyalı vida tahrikli doğrusal eksenler.

Vida tahrikli lineer aktüatörler bu açıdan en iyi performansı sunar. Bunun başlıca nedeni, ±5 μ gibi yüksek bir konumlandırma tekrarlanabilirliğine sahip olmalarıdır. Bu performans, kayış tahrikli veya vida tahrikli aktüatörler tarafından yakalanamaz. Hem kayış tahrikli hem de vida tahrikli lineer aktüatörler, maksimum ±0,05 mm konumlandırma tekrarlanabilirliğine ulaşır.