Τα τελευταία χρόνια, η χρήση των γραμμικών ενεργοποιητών σε βιομηχανικές και μη βιομηχανικές εφαρμογές έχει αποδειχθεί απαραίτητη. Η επιλογή του σωστού γραμμικού ενεργοποιητή για μια εφαρμογή μπορεί να είναι αρκετά μπερδεμένη λόγω της μεγάλης ποικιλίας τύπων και παραμέτρων που πρέπει να ληφθούν υπόψη (π.χ. μήκος διαδρομής, τύπος κινητήρα, δύναμη και ταχύτητα). Οι γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας έχουν γίνει ιδιαίτερα δημοφιλείς, αλλά ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ της επιλογής ενός γρήγορου γραμμικού ενεργοποιητή έναντι ενός τυπικού; Και ποιες εφαρμογές ταιριάζουν καλύτερα σε έναν ενεργοποιητή υψηλής ταχύτητας; Για να απαντήσουμε σε αυτά τα ερωτήματα, χρειάζεται να εμβαθύνουμε σε κάποιες λεπτές, και λιγότερο λεπτές, διαφορές σε εξαρτήματα και χαρακτηριστικά. Για να σας βοηθήσουμε στην αναζήτησή σας για ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας, σας παρουσιάζουμε δύο από τις καλύτερες επιλογές από τον κατάλογο της Progressive Automation.
Χαρακτηριστικά γραμμικών ενεργοποιητών υψηλής ταχύτητας
Οι γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας είναι γνωστοί για την ανθεκτικότητα/στιβαρότητά τους και λειτουργούν πιο αθόρυβα χάρη στα λιγότερα κινούμενα μέρη. Ενσωματώνονται εύκολα σε υπάρχοντα συστήματα ελέγχου και συνήθως λειτουργούν σε χαμηλότερες τάσεις (π.χ. δεν χρειάζεται βιομηχανική τριφασική τάση). Ωστόσο, μια σημαντική παράμετρος που πρέπει να έχετε υπόψη είναι ο κύκλος λειτουργίας του γραμμικού ενεργοποιητή. Οι κινητήρες DC με ψήκτρες προκαλούν τριβή και μπορεί να οδηγήσουν σε θέρμανση του κινητήρα αν λειτουργούν για παρατεταμένες περιόδους.
Οι τυπικοί γραμμικοί ενεργοποιητές χρησιμοποιούν σερβοκινητήρα. Οι σερβοκινητήρες αποτελούνται από έναν κινητήρα DC συνδεδεμένο με ένα μειωτήρα και μερικές φορές με ποτενσιόμετρο, επιτρέποντας ανάδραση ελέγχου. Αυτό σημαίνει ότι, σε συνδυασμό με έναν ελεγκτή, η εμπρόσθια και οπίσθια διαδρομή του γραμμικού ενεργοποιητή μπορεί να τοποθετηθεί με ακρίβεια. Αντίθετα, οι γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας είναι σχεδιασμένοι να εκτελούν πλήρη κίνηση εμπρός-πίσω χωρίς ενδιάμεσο έλεγχο θέσης.
Πώς ταξινομούνται ως γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας;
Επειδή η ταχύτητα είναι σχετική, πώς μπορεί κανείς να καθορίσει αν ένας γραμμικός ενεργοποιητής πρέπει να ταξινομηθεί ως «υψηλής ταχύτητας»; Δεν υπάρχουν επί του παρόντος βιομηχανικά πρότυπα για γραμμικούς ενεργοποιητές υψηλής ή υπερυψηλής ταχύτητας που να ορίζουν ελάχιστες προδιαγραφές, επομένως εναπόκειται στον κατασκευαστή να αποφασίσει πώς θα ταξινομηθεί ο ενεργοποιητής. Αυτές οι ταξινομήσεις βασίζονται κυρίως στα εξής:
- Ταχύτητα εμπρόσθιας και οπίσθιας κίνησης.
- Δύναμη με φορτίο/χωρίς φορτίο.
- Ο μηχανισμός κίνησης.
- Ο τύπος ενεργοποιητή.
- Το γρανάζωμα.
Είναι σημαντικό να κατανοήσετε αυτές τις παραμέτρους για να λάβετε μια τεκμηριωμένη απόφαση αγοράς για έναν γραμμικό ενεργοποιητή υψηλής ταχύτητας και υψηλής δύναμης. Χρησιμοποιώντας τη λειτουργία Σύγκριση στον ιστότοπο της Progressive Automations, μπορείτε να συγκρίνετε έως και τέσσερις ενεργοποιητές ταυτόχρονα, έχοντας κατά νου τις παραπάνω παραμέτρους όταν αποφασίζετε.
Πώς μπορώ να αλλάξω την ταχύτητα του γραμμικού μου ενεργοποιητή;
Όπως αναφέρεται παραπάνω, η ταχύτητα εξαρτάται από τον μηχανισμό κίνησης. Πολλοί γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούν κινητήρα DC με ψήκτρες που συνδέεται απευθείας, ευθυγραμμισμένος, με μια βίδα κίνησης (lead screw), η οποία συνδέεται με έναν άξονα/έμβολο. Όταν εφαρμόζεται ισχύς στον κινητήρα, περιστρέφει τη βίδα κίνησης και ωθεί τον άξονα να εξέλθει (δηλαδή η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε περιστροφική κίνηση και στη συνέχεια σε γραμμική) και όταν αντιστραφεί η πολικότητα της ισχύος, ο άξονας επιστρέφει.
Τερματικοί διακόπτες βρίσκονται στα άκρα της κίνησης του άξονα, διακόπτοντας την παροχή ισχύος στον κινητήρα όταν ο άξονας έχει επεκταθεί/συμπτυχθεί πλήρως. Η ταχύτητα της γραμμικής κίνησης μπορεί να αλλάξει ρυθμίζοντας μία ή συνδυασμό παραμέτρων, όπως:
Αλλαγή του βήματος της βίδας κίνησης
Απλά, μεγαλύτερο βήμα θα αύξανε την ταχύτητα της γραμμικής κίνησης και αντιστρόφως.
Μεταβολή της εφαρμοζόμενης τάσης
Αν ο άξονας ενός κινητήρα περιστρέφεται στη μέγιστη ταχύτητα στη ονομαστική του τάση, τότε η ταχύτητα περιστροφής μπορεί να μειωθεί απλώς εφαρμόζοντας χαμηλότερη τάση. Συχνά μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας γραμμικός ενεργοποιητής 12V υψηλής ταχύτητας με ελέγχους ποτενσιόμετρου (δηλαδή ένας ελεγκτής κινητήρα). Οι βασικοί ελεγκτές χρησιμοποιούν κύκλωμα H-bridge για να αντιστρέφουν την πολικότητα του κινητήρα και ένα ποτενσιόμετρο για να μεταβάλλουν την τάση που εφαρμόζεται στον κινητήρα.
Γρανάζωμα του κινητήρα
Μερικοί γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας, όπως το μοντέλο PA-04 της Progressive Automation (που θα συζητηθεί παρακάτω), χρησιμοποιούν προσέγγιση με γρανάζωμα για να επιβραδύνουν ή να επιταχύνουν την έξοδο περιστροφής ενός κινητήρα. Το γρανάζωμα αυξάνει επίσης τη δύναμη του κινούμενου άξονα/εμβόλου, χρησιμοποιώντας τον ίδιο ισχυρό κινητήρα.
Εφαρμογές γραμμικών ενεργοποιητών υψηλής ταχύτητας
Όταν πρόκειται να αποφασίσετε για έναν γραμμικό ενεργοποιητή υψηλής ταχύτητας, είναι κρίσιμο να γνωρίζετε για ποια εφαρμογή θα τον χρησιμοποιήσετε. Υψηλότερες ταχύτητες κίνησης σημαίνουν χαμηλότερη δύναμη εξόδου και το αντίστροφο. Ωστόσο, το γρανάζωμα του ίδιου γραμμικού ενεργοποιητή θα μπορούσε να σας δώσει ακριβώς τη σωστή ποσότητα δύναμης ώστε να είναι κατάλληλος για τις ανάγκες σας.
Οι εφαρμογές για γραμμικούς ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας είναι ατελείωτες. Παρέχουν εξαιρετική ευκινησία για εφαρμογές που απαιτούν ομαλή γραμμική κίνηση. Επιπλέον, είναι γενικά ελαφρύτεροι από τους τυπικούς γραμμικούς ενεργοποιητές, καθώς δεν περιέχουν μεγάλο κιβώτιο ταχυτήτων. Ο ελαφρύτερος, φιλικός προς τον χρήστη σχεδιασμός τους επιτρέπει τη χρήση σε εφαρμογές που απαιτούν εξοικονόμηση χώρου ή μείωση του αποτυπώματος συσκευών ενός συστήματος. Ο κύκλος λειτουργίας είναι ένα ποσοστό του συνολικού χρόνου λειτουργίας ενός κινητήρα προς τον χρόνο παύσης. Παραμένοντας κάτω από αυτό το ποσοστό αποτρέπεται η υπερθέρμανση του κινητήρα. Επομένως, οι γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας έχουν σχεδιαστεί για εφαρμογές που μπορούν να λειτουργούν εντός του καθορισμένου κύκλου λειτουργίας (συνήθως 20%). Εφαρμογές που ταιριάζουν σε αυτόν τον κύκλο λειτουργίας περιλαμβάνουν:
- Διακοπτόμενη αυτοματοποίηση διαλογής.
- Αυτοματισμό σπιτιού/επίπλων (αν και θα απαιτείται ανάδραση γραμμικού ενεργοποιητή για εξασφάλιση ακριβούς τοποθέτησης).
- Τελικά εργαλεία ρομποτικών βραχιόνων.
- Μη βιομηχανικές χρήσεις όπως προσομοιώσεις πτήσης/οδήγησης που απαιτούν γρήγορη κίνηση για ρεαλιστικές εμπειρίες.
Οι παραπάνω εφαρμογές είναι μόνο μερικά παραδείγματα όπου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας.
Οι γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας της Progressive Automation
Η Progressive Automation προσφέρει δύο γραμμικούς ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας (μοντέλα PA-15 και PA-04), οι οποίοι είναι ιδιαίτερα προσαρμόσιμοι ώστε να ταιριάζουν στην εφαρμογή σας.
PA-15
Ο PA-15, γραμμικός ενεργοποιητής υψηλής ταχύτητας, διαθέτει κινητήρα 12 VDC (2A χωρίς φορτίο και 9A σε πλήρες φορτίο), άμεσης μετάδοσης, με ψήκτρες, τοποθετημένο σε ευθεία με βίδα κίνησης, προσφέροντας έναν στιβαρό και εξοικονόμησης χώρου σχεδιασμό. Διαθέσιμα μήκη διαδρομής από 1 έως 24. Επιπλέον, υπάρχουν 3 επιλογές ανάλογα με τη ζητούμενη δύναμη (δηλαδή 11lbs, 22lbs ή 33lbs). Η ταχύτητα χωρίς φορτίο αυτού του γραμμικού ενεργοποιητή είναι 9.05 ανά δευτερόλεπτο για την επιλογή 11lbs, 5.50 ανά δευτερόλεπτο για την επιλογή 22lbs και 3.20 ανά δευτερόλεπτο για την επιλογή 33lbs.
Ωστόσο, κατά την επιλογή ενός γραμμικού ενεργοποιητή υψηλής ταχύτητας, θα πρέπει να λαμβάνετε υπόψη την ταχύτητα σε πλήρες φορτίο. Σε πλήρες φορτίο 11lbs, η ταχύτητα είναι 4.70 ανά δευτερόλεπτο, 22lbs η ταχύτητα είναι 4.00 ανά δευτερόλεπτο και 33lbs η ταχύτητα είναι 2.00 ανά δευτερόλεπτο. Δυστυχώς, αυτό το μοντέλο δεν διαθέτει κύκλωμα ανάδρασης, αλλά τερματικοί διακόπτες βρίσκονται στα άκρα της κίνησης. Ο κύκλος λειτουργίας είναι στο 20% και το προϊόν διαθέτει προστασία IP54, που σημαίνει ότι προστατεύεται από σκόνη, επιβλαβείς εναποθέσεις και περιορισμένη είσοδο νερού. Το προϊόν συνοδεύεται επίσης από τυπική εγγύηση 18 μηνών.
PA-04
Ο γραμμικός ενεργοποιητής PA-04 τεχνικά δεν είναι υψηλής ταχύτητας, αλλά η δύναμη που μπορεί να αποδώσει είναι γρήγορη σε σύγκριση με άλλα μοντέλα. Το μοντέλο PA-04 χρησιμοποιεί κινητήρα 12 VDC (4A χωρίς φορτίο και 12A σε πλήρες φορτίο) με ψήκτρες, τοποθετημένο κάθετα στη βίδα κίνησης. Ο κινητήρας είναι γραναζωμένος ώστε να επιτρέπει αυξημένη δύναμη έως 100lbs με γραμμική ταχύτητα 2.16 ανά δευτερόλεπτο και 400lbs με γραμμική ταχύτητα 0.78 ανά δευτερόλεπτο. Διαθέσιμα μήκη διαδρομής από 2 έως 40.
Αυτό το μοντέλο διαθέτει προαιρετικές δυνατότητες ανάδρασης και την επιλογή χρήσης αισθητήρων φαινομένου Hall αντί μηχανικών τερματικών διακοπτών στα άκρα της κίνησης του ενεργοποιητή. Ο κύκλος λειτουργίας είναι επίσης στο 20% και το προϊόν διαθέτει προστασία IP66, που σημαίνει ότι είναι πλήρως προστατευμένο από σκόνη και νερό και είναι ο καλύτερος γραμμικός ενεργοποιητής ελαφριάς χρήσης, υψηλής ταχύτητας και αδιάβροχος της Progressive Automation.
Συμπέρασμα
Οι γραμμικοί ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ποικίλες εφαρμογές, τόσο βιομηχανικές (γραμμικός ενεργοποιητής υψηλής ταχύτητας και βαριάς χρήσης) όσο και μη βιομηχανικές (μικρού μεγέθους υψηλής ταχύτητας), χάρη στον στιβαρό σχεδιασμό και τις δυνατότητες γρήγορης κίνησης. Ωστόσο, κατά την επιλογή ενός γραμμικού ενεργοποιητή υψηλής ταχύτητας, πρέπει να λάβετε υπόψη τις συζητηθείσες παραμέτρους για να σταθμίσετε την ταχύτητα κίνησης με τη δύναμη σε πλήρες φορτίο, ώστε να διασφαλίσετε ότι ο γραμμικός ενεργοποιητής μπορεί να ανταπεξέλθει στο έργο. Τέλος, αγοράζετε γραμμικούς ενεργοποιητές υψηλής ταχύτητας μόνο από μάρκες που προσφέρουν πρόσθετη εγγύηση, κάτι που αποτελεί ένδειξη ότι οι κατασκευαστές έχουν εμπιστοσύνη στα προϊόντα τους.