El arte del control del movimiento se resume en los actuadores lineales , que han encontrado aplicaciones en numerosas áreas de la vida. Se utilizaron en muchas áreas, desde líneas de producción de alta tecnología y dispositivos inteligentes en nuestros hogares hasta aviones en el cielo. ¿Qué hace que los actuadores lineales sean dispositivos de control de movimiento ejemplares? Retroalimentación : La notable capacidad de transmitir información en tiempo real derivada del movimiento (posición, velocidad, dirección) a sistemas de control sofisticados. Los controladores utilizan estos datos para ejecutar sistemas de control de circuito cerrado que son capaces de lograr una precisión excepcional en la entrega de movimiento, una demanda creciente de la industria moderna. Progressive Automations lidera el camino con su amplia gama de productos de accionamiento lineal. Nuestros actuadores lineales se complementan con sistemas de retroalimentación de última generación que los convierten en los mejores de su clase.
Este blog analiza varios tipos de retroalimentación de actuadores lineales , como las estructuras físicas, las ventajas y desventajas y las aplicaciones respectivas de cada actuador lineal de retroalimentación.
Actuadores Lineales con Retroalimentación: ¿Lo necesita?
Tener retroalimentación en un dispositivo de control de movimiento es esencial si se quiere trabajar en un entorno controlado. Un actuador lineal instalado en un escritorio de pie , por ejemplo, tiene una tarea muy sencilla de realizar. O bien eleva la estación de trabajo o la baja. Esta sencilla operación no necesita control y, por lo tanto, dichos actuadores lineales nunca vienen con mecanismos de retroalimentación incorporados.
Una extensión de este caso ayudará a ilustrar cuándo la retroalimentación se vuelve imperativa. Suponga que está utilizando actuadores lineales para levantar cargas pesadas mediante múltiples columnas de elevación . En tal configuración, la superficie plana que transporta la carga está montada en cada una de las columnas de elevación y debe mantenerse paralela al suelo para evitar que la carga se caiga.
Figura 1: Columnas de Elevación
Las columnas elevadoras, en este caso, tienen que trabajar en tándem para evitar que la mesa se incline aunque sea ligeramente, lo que puede resultar peligroso. Ésta es una situación en la que la retroalimentación es absolutamente necesaria. Cada columna elevadora envía datos sobre su posición al controlador, que monitorea la extensión de cada dispositivo. Si alguna de las columnas elevadoras se queda atrás o acelera, el controlador altera las velocidades de todas las columnas elevadoras para armonizar sus movimientos. Esta controlabilidad, posible gracias a la retroalimentación, mantiene nivelada la superficie de carga durante todo su ciclo de funcionamiento.
Hay varios tipos de retroalimentación de actuador disponibles: este artículo abordará los potenciómetros, la retroalimentación de efecto Hall y la retroalimentación de interruptor de límite .
Retroalimentación del Potenciómetro
La versión más sencilla es un actuador lineal con realimentación por potenciómetro . Los potenciómetros son dispositivos eléctricos antiguos que utilizan el principio de que la resistencia eléctrica de los materiales conductores está relacionada linealmente con su longitud. Quizás una manera más fácil de entender esto sea a través de un ejemplo con el que podamos identificarnos. Todos hemos usado una perilla de ventilador para ajustar la velocidad de un ventilador. Esta perilla es esencialmente un potenciómetro, con una pequeña tira de material conductor colocada en su interior. La posición de la perilla controla el voltaje a través del motor del ventilador. En un extremo, o en un extremo de su rango de posición, se suministra al ventilador la tensión máxima, mientras que en el otro extremo es la mínima. En el medio, el voltaje varía linealmente con la posición de la perilla.
Exactamente el mismo fenómeno ocurre dentro de un actuador lineal con potenciómetro. El rango de rotación de la perilla es análogo a la carrera del actuador y el voltaje al motor es análogo a la posición del actuador. El voltaje varía suavemente desde la retracción total hasta la extensión total, indicando con precisión la posición del actuador. Esto permite el control de la posición del actuador lineal.
Ventajas y Desventajas de la Retroalimentación del Potenciómetro
Los potenciómetros son particularmente fáciles de instalar en actuadores lineales y, en la mayoría de los casos, el actuador se puede equipar posteriormente con un potenciómetro sin ningún problema. Además de esto, los potenciómetros brindan una posición absoluta, es decir; no necesitan un punto de referencia para transmitir la posición. En términos de aplicación, esto es un gran beneficio ya que la señal de retroalimentación se genera instantáneamente al inicio. En otros actuadores lineales, el actuador debe ejecutarse a través de una carrera completa hacia adelante y hacia atrás para proporcionar puntos de referencia al dispositivo de retroalimentación. Por lo tanto, si utiliza un actuador lineal para aplicaciones que no pueden permitirse este ciclo, la variante de potenciómetro como nuestro PA-14P es la más adecuada.
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¡Nuestro PA-14P tiene una función de retroalimentación de potenciómetro incorporada!
También existen algunos inconvenientes. Dado que el potenciómetro tiene conexiones deslizantes sobre una tira conductora, el potenciómetro es susceptible de desgastarse. Además, la señal de posición generada también experimenta ruido y atenuación en ciertos casos, lo que nunca es deseable.
Retroalimentación de Efecto Hall
El efecto Hall es una excelente opción para utilizar un actuador lineal con retroalimentación. Este mecanismo de retroalimentación utiliza un imán para generar una señal de retroalimentación. El principio de funcionamiento detrás de esta técnica es un pequeño imán montado en uno de los engranajes que acciona el actuador. Junto a este engranaje hay un sensor de efecto Hall, que crea un impulso eléctrico cada vez que un imán pasa por delante. Así, cada vez que el imán pasa por el sensor, se registra una señal de posición en el controlador.
Ventajas y Desventajas de la Retroalimentación de Efecto Hall
El mecanismo de retroalimentación de efecto Hall ofrece un gran beneficio en forma de retroalimentación de alta resolución. Dado que los engranajes de la caja de cambios de un actuador lineal giran a RPM muy altas, el sensor de efecto Hall dispara una cantidad prodigiosa de señales eléctricas por unidad de recorrido del actuador. Esto hace que la retroalimentación sea precisa y confiable. Esta es la razón por la que los dispositivos de efecto Hall como la caja de control de efecto Hall de sincronización triple FLTCON-3 normalmente se prefieren para aplicaciones de alta precisión como el ejemplo de elevación de mesa mencionado anteriormente.
Una desventaja de los sensores de efecto Hall es que necesitan valores de referencia para proporcionar una señal precisa. Para ello es necesario un ciclo de retorno al inicio. Entonces, por ejemplo, su mesa elevadora se elevará hasta la posición superior y luego hasta la posición más baja antes de que pueda comenzar a trabajar. Por lo tanto, hay que tener esto en cuenta antes de buscar retroalimentación de efecto Hall.
Retroalimentación del Interruptor de Límite
Los interruptores de límite son un poco diferentes de los mecanismos de retroalimentación que discutimos anteriormente. No están destinados a un actuador lineal eléctrico con retroalimentación de posición, sino que determinan los puntos de inicio y parada del actuador lineal.
En pocas palabras, los interruptores de límite se instalan en ambos extremos de la carrera del actuador y tan pronto como la varilla del actuador entra en contacto con ellos, rompen el circuito. Esta es una medida necesaria ya que el motor no sabe cuándo detenerse y, si no se apaga en los puntos finales, puede destruir el actuador o incluso causar daños a los usuarios. El control de retroalimentación, en este caso, está ligeramente limitado ya que sólo es responsable de recoger la retroalimentación de posición en posiciones extremas.
Ventajas y Desventajas de los Interruptores de Límite
Los interruptores de límite son casi universales en la industria de los actuadores lineales y cada producto tiene un par preinstalado. La principal ventaja de tenerlos es el beneficio de seguridad. Con los interruptores de límite en su actuador lineal, no necesita preocuparse por motores quemados, flexión de varillas, sobrecorriente, daños estructurales a la aplicación, etc.
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¡El PA-17 contiene interruptores de límite internos duraderos que son ajustables según sus necesidades!
Como se mencionó anteriormente, una desventaja de tener interruptores de límite es que no se puede medir la posición en toda la carrera. Sin embargo, esto no es un problema si Progressive Automations es su distribuidor. Nuestros productos cuentan con interruptores de límite ajustables que le brindan control sobre la longitud de la carrera y los puntos de inicio/finalización. Aprenda cómo ajustar la longitud de su brazada aquí .
Figura 2: Interruptores de límite ajustables PA-17 POT Sports y retroalimentación del potenciómetro
El PA-17 tiene un conjunto de interruptores de límite ajustables y duraderos. Si necesita más dentro de este rango de especificaciones, el PA-17 POT actualizado también está disponible con retroalimentación de potenciómetro para satisfacer sus necesidades técnicas.
Pensamientos Finales
Este blog tiene como objetivo brindarle el conocimiento necesario sobre los mecanismos de retroalimentación para que pueda tomar decisiones informadas. Con suerte, ahora puede decidir qué tipo de retroalimentación necesita para sus aplicaciones de control de movimiento con esta información en mente.
Progressive Automations se esfuerza por ofrecer productos de actuación lineal de clase mundial a sus clientes. Para analizar qué comentarios debería utilizar, no dude en ponerse en contacto con nuestro equipo de atención al cliente.