V posledních letech se používání lineární aktuátory V průmyslových i neprůmyslových aplikacích se ukázalo jako nezbytné. Výběr správného lineárního aktuátoru pro danou aplikaci může být poměrně matoucí kvůli široké škále typů a parametrů, které je třeba zvážit (tj. délka zdvihu, typ motoru, síla a rychlost). Vysokorychlostní lineární aktuátory se staly poměrně populárními, ale jaké jsou rozdíly mezi volbou rychlého lineárního aktuátoru a standardního lineárního aktuátoru? A pro jaké aplikace je vysokorychlostní aktuátor vhodnější? Zodpovězení těchto otázek bude vyžadovat hlubší ponoření se do některých jemných i méně jemných rozdílů v komponentách a charakteristikách. Abychom vám pomohli s hledáním vysokorychlostních aktuátorů, nabízíme vám dvě nejlepší možnosti z katalogu Progressive Automation.
Charakteristiky vysokorychlostních lineárních aktuátorů
Vysokorychlostní lineární aktuátory jsou známé svou odolností/robustností a tišším chodem díky menšímu počtu pohyblivých částí. Snadno se integrují do stávajících řídicích systémů a obvykle běží na nižším napětí (tj. není potřeba průmyslové třífázové napětí). Důležitým parametrem, který je však třeba mít na paměti, je pracovní cyklus lineárního aktuátoru. Kartáčové stejnosměrné motory způsobují tření a při delším provozu mohou vést k zahřívání motoru.
Standardní lineární aktuátory využívají servomotorServomotory se skládají ze stejnosměrného motoru připojeného k převodovému pohonu a někdy i z potenciometru, což umožňuje zpětnovazební řízení. To znamená, že v kombinaci s regulátorem lze přesně polohovat dopředný a zpětný zdvih lineárního aktuátoru. Naopak vysokorychlostní lineární aktuátory jsou navrženy tak, aby vykonávaly plný dopředný a zpětný pohyb bez mezilehlé regulace polohy.
Jak se klasifikují jako vysokorychlostní lineární aktuátory?
Vzhledem k tomu, že rychlost je relativní pojem, jak lze určit, zda by měl být lineární aktuátor klasifikován jako „vysokorychlostní“? V současné době neexistují žádné průmyslové normy pro vysokorychlostní lineární aktuátory nebo ultravysokorychlostní lineární aktuátory, které by stanovovaly minimální specifikace, takže je na výrobci, aby rozhodl, jak by měl být aktuátor klasifikován. Tyto klasifikace by byly založeny převážně na následujícím:
- Rychlost ovládání tam a zpět.
- Síla při zatížení/bez zatížení.
- Pohonný mechanismus.
- Typ aktuátoru.
- Ozubení.
Je důležité porozumět těmto parametrům, abyste se mohli informovaně rozhodnout o koupi vysokorychlostního lineárního aktuátoru s vysokou silou. Použití Porovnat funkce Na stránkách Progressive Automations můžete porovnat až čtyři pohony najednou s ohledem na výše uvedené parametry při rozhodování.
Jak mohu změnit rychlost mého lineárního aktuátoru?
Jak je uvedeno výše, rychlost závisí na pohonném mechanismu. Mnoho vysokorychlostních lineárních aktuátorů používá kartáčový stejnosměrný motor přímo zapojený v linii s vodicím šroubem, který je připojen k hřídeli/pístu. Když je na motor přivedeno napájení, otáčí se vodicím šroubem a hřídel se pohybuje ven (tj. elektrická energie se přeměňuje na rotační pohyb a přeměňuje se na lineární pohyb), a když se polarita napájení obrátí, hřídel se pohybuje zpět dovnitř.
Koncové spínače se nacházejí v krajních bodech pohybu hřídele, čímž se přeruší napájení motoru, když se hřídel zcela vysune/zasune. Rychlost lineárního pohonu lze změnit nastavením jednoho nebo kombinace parametrů, včetně:
Změna stoupání vodicího šroubu
Jednoduše řečeno, větší rozteč by zvýšila rychlost lineárního ovládání a naopak.
Změna aplikovaného napětí
Pokud se hřídel motoru otáčí plnou rychlostí při jmenovitém napětí, lze rychlost otáčení snížit pouhým přidáním nižšího napětí. Často lze použít vysokorychlostní 12voltový lineární aktuátor s potenciometrickým ovládáním (tj. regulátor motoru). Základní regulátory používají H-můstkový obvod k obrácení polarity motoru a potenciometr ke změně napětí přiváděného na motor.
Převodovka motoru
Některé vysokorychlostní lineární aktuátory, jako například od společnosti Progressive Automation Model PA-04 (popsáno později) použijte převodový přístup k zpomalení nebo zrychlení otáčení výstupu motoru. Převodový stupeň také zvyšuje sílu pohybující se hřídele/pístu při použití motoru se stejnou silou.
Aplikace vysokorychlostních lineárních aktuátorů
Pokud jde o výběr vysokorychlostního lineárního aktuátoru, je zásadní vědět, pro jakou aplikaci budete aktuátor používat. Vyšší rychlosti ovládání znamenají nižší výstupní sílu a naopak. Ozubení stejného lineárního aktuátoru vám však může poskytnout přesně to správné množství síly, které bude vyhovovat vašim potřebám.
Aplikace pro vysokorychlostní lineární aktuátory jsou nekonečnéPoskytují vynikající mobilitu pro aplikace, které vyžadují plynulý lineární pohyb. Navíc jsou obecně lehčí než standardní lineární aktuátory, protože neobsahují velkou převodovku. Lehčí a uživatelsky přívětivější konstrukce umožňuje jejich použití v aplikacích, které vyžadují úsporu místa nebo snížení zastavěné plochy zařízení. Pracovní cyklus je procento z celkové doby provozu motoru dělené dobou nečinnosti. Dodržení tohoto procenta zabrání přehřátí motoru. Vysokorychlostní lineární aktuátory jsou proto navrženy pro aplikace, které mohou pracovat v rámci specifikovaného pracovního cyklu (obvykle 20 %). Mezi aplikace, které vyhovují tomuto pracovnímu cyklu, patří:
- Automatizace přerušovaného třídění.
- Automatizace domácnosti/nábytku (ačkoli by pro zajištění přesného polohování byla nutná zpětná vazba lineárního aktuátoru).
- Koncové efektory robotického ramene.
- Neprůmyslové využití, jako např. simulace za letu/řízení vyžadující vysokorychlostní ovládání pro realistické zážitky.
Výše uvedené aplikace jsou jen několika příklady použití vysokorychlostních lineárních aktuátorů.
Vysokorychlostní lineární aktuátory od společnosti Progressive Automation
Společnost Progressive Automation nabízí dva vysokorychlostní lineární aktuátory (modely PA-15 a PA-04), které lze snadno přizpůsobit vaší aplikaci.
PA-15
Ten/Ta/To Vysokorychlostní lineární aktuátor PA-15 Má 12 VDC (2A naprázdno a 9A při plném zatížení), kartáčový stejnosměrný motor s přímým pohonem, umístěný v řadě s vodicím šroubem, což umožňuje prostorově úsporný a vysoce robustní model. K dispozici jsou délky zdvihu od 1 do 24 palců. Navíc jsou k dispozici 3 možnosti v závislosti na požadované síle (tj. 11 lb, 22 lb nebo 33 lb). Rychlost bez zatížení tohoto lineárního aktuátoru je 9,05 palce/s pro variantu s 11 lb, 5,50 palce/s pro variantu s 22 lb a 3,20 palce/s pro variantu s 33 lb.
Při výběru vysokorychlostního lineárního aktuátoru je však třeba mít na paměti rychlost při plném zatížení. Při plném zatížení 5,4 kg je rychlost 12,1 cm/s, při plném zatížení 9,1 kg je rychlost 10,2 cm/s a při zatížení 15,7 kg je rychlost 5,2 cm/s. Tento model bohužel nemá žádné obvody zpětné vazby, ale koncové spínače jsou umístěny v krajních polohách pohybu. Pracovní cyklus je 20 % a produkt má stupeň krytí IP54, což znamená, že je chráněn před prachem, škodlivými usazeninami a omezeným vniknutím vody. Produkt je také dodáván se standardní 18měsíční zárukou.
PA-04
Ten/Ta/To Lineární aktuátor PA-04 Technicky není vysokorychlostní, ale síla, které je schopen dosáhnout, je ve srovnání s jinými modely vysoká. Model PA-04 používá kartáčový stejnosměrný motor 12 VDC (4 A bez zátěže a 12 A při plné zátěži), který je umístěn kolmo k vodicímu šroubu. Motor je převodován tak, aby umožňoval zvýšenou sílu až 100 lb při lineární rychlosti 2,16 palce/s a 400 lb při lineární rychlosti 0,78 palce/s. K dispozici jsou délky zdvihu od 2 palců do 40 palců.
Tento model má volitelné funkce zpětné vazby a možnost použití Hallových senzorů místo mechanických koncových spínačů v krajních polohách pohonu. Pracovní cyklus je také 20 % a produkt má krytí IP66, což znamená, že je zcela chráněn před prachem a vodou a je nejlepším lehkým, vysokorychlostním a vodotěsným lineárním pohonem od společnosti Progressive Automations.
Závěr
Vysokorychlostní lineární aktuátory lze použít v různých aplikacích, ať už průmyslový (vysokorychlostní, vysoce výkonný lineární aktuátor) a neprůmyslové (miniaturní vysokorychlostní aktuátor) díky jejich robustní konstrukci a rychlému ovládání. Při výběru vysokorychlostního lineárního aktuátoru je však třeba zvážit diskutované parametry, aby se zvážila rychlost ovládání při plném zatížení, aby se zajistilo, že lineární aktuátor zvládne daný úkol. A konečně, nakupujte vysokorychlostní lineární aktuátory pouze od značek, které poskytují dodatečnou záruku, což je dobrým znamením, že si výrobci věří ve svou nabídku produktů.