De afgelopen jaren is het gebruik van lineaire actuatoren in industriële en niet-industriële toepassingen onmisbaar gebleken. Het kiezen van de juiste lineaire actuator voor een toepassing kan behoorlijk verwarrend zijn door het grote aantal types en parameters waarmee rekening moet worden gehouden (zoals Slaglengte, motortype, kracht en Snelheid). Hogesnelheids-lineaire actuatoren zijn erg populair geworden, maar wat zijn de verschillen tussen kiezen voor een snelle lineaire actuator en een standaard lineaire actuator? En voor welke toepassingen zijn hogesnelheids-actuatoren geschikter? Om deze vragen te beantwoorden, moeten we dieper ingaan op een aantal subtiele en minder subtiele verschillen in componenten en eigenschappen. Om u te helpen bij uw zoektocht naar hogesnelheids-actuatoren, geven we u twee van de beste opties uit de catalogus van Progressive Automations.
Kenmerken van hogesnelheids-lineaire actuatoren
Hogesnelheids-lineaire actuatoren staan bekend als duurzaam/robuust en werken stiller doordat ze minder bewegende onderdelen hebben. Ze zijn gemakkelijk te integreren in bestaande besturingssystemen en werken doorgaans op lagere spanningen (dus geen industriële driefasenspanning nodig). Een belangrijke parameter om in gedachten te houden is de Inschakelduur van de lineaire actuator. Geborstelde DC-Motoren veroorzaken wrijving en kunnen ertoe leiden dat de Motor opwarmt bij langdurig gebruik.
Standaard lineaire actuatoren maken gebruik van een servomotor. Servomotoren bestaan uit een DC-Motor gekoppeld aan een tandwieloverbrenging en soms een potentiometer, waardoor Terugkoppeling mogelijk is. Dit betekent dat in combinatie met een controller de uit- en inslag van de lineaire actuator nauwkeurig gepositioneerd kan worden. Daarentegen zijn hogesnelheids-lineaire actuatoren ontworpen om de volledige heen- en weerbeweging uit te voeren zonder regeling van tussenposities.
Hoe worden ze geclassificeerd als hogesnelheids-lineaire actuatoren?
Aangezien Snelheid relatief is, hoe bepaalt u of een lineaire actuator als ‘hogesnelheid’ geclassificeerd moet worden? Er zijn momenteel geen industriestandaarden beschikbaar voor hogesnelheids- of ultra-hogesnelheids-lineaire actuatoren die minimumspecificaties beschrijven, dus het is aan de fabrikant om te beslissen hoe de actuator geclassificeerd moet worden. Deze classificaties zijn vooral gebaseerd op het volgende:
- Snelheid van de heen-en-weer-actuatie.
- Kracht (belast/onbelast).
- Het aandrijfmechanisme.
- Het actuatortype.
- De tandwieloverbrenging.
Het is belangrijk deze parameters te begrijpen om een weloverwogen koopbeslissing te nemen voor een hogesnelheids-lineaire actuator met hoge kracht. Met de Vergelijk functie op de website van Progressive Automations kunt u tot vier actuatoren tegelijk vergelijken met bovenstaande parameters in gedachten bij het nemen van uw beslissing.
Hoe kan ik de Snelheid van mijn lineaire actuator wijzigen?
Zoals hierboven vermeld, is de Snelheid afhankelijk van het aandrijfmechanisme. Veel hogesnelheids-lineaire actuatoren gebruiken een geborstelde DC-Motor die direct, in lijn, is verbonden met een spindel die is gekoppeld aan een as/zuiger. Wanneer er spanning op de Motor wordt gezet, draait de spindel en wordt de as naar buiten gedwongen (d.w.z. elektrische energie wordt omgezet in rotatiebeweging en vervolgens in lineaire beweging) en wanneer de polariteit van de voeding wordt omgekeerd, beweegt de as weer naar binnen.
Eindschakelaars bevinden zich aan de uiteinden van de asbeweging en schakelen de voeding naar de Motor uit wanneer de as volledig is uitgeschoven/ingeschoven. De Snelheid van de lineaire actuatie kan worden gewijzigd door een of een combinatie van parameters aan te passen, waaronder:
De spoed van de spindel wijzigen
Eenvoudig gezegd zal een grotere spoed de Snelheid van de lineaire actuatie verhogen en omgekeerd.
De aangelegde spanning variëren
Als de as van een Motor op volle Snelheid draait bij de nominale spanning, kan de draaisnelheid eenvoudig worden verlaagd door een lagere spanning aan te leggen. Vaak kan een hogesnelheids-lineaire actuator van 12 volt met potentiometerbediening worden gebruikt (d.w.z. een Motorcontroller). Basiscontrollers gebruiken een H-brugschakeling om de polariteit van de Motor om te keren en een potentiometer om de aangelegde spanning op de Motor te variëren.
De Motor van een overbrenging voorzien
Sommige hogesnelheids-lineaire actuatoren, zoals het PA-04-model (later besproken), gebruiken een overbrenging om de uitgangsrotatie van een Motor te vertragen of te versnellen. De overbrenging verhoogt ook de kracht van de bewegende as/zuiger met dezelfde Motor.
Toepassingen van hogesnelheids-lineaire actuatoren
Bij het kiezen van een hogesnelheids-lineaire actuator is het cruciaal te weten voor welke toepassing u de actuator gaat gebruiken. Hogere actuatiesnelheden betekenen een lagere uitgangskracht en omgekeerd. Door dezelfde lineaire actuator te voorzien van een overbrenging, kunt u echter precies de juiste hoeveelheid kracht krijgen voor uw toepassing.
De toepassingen voor hogesnelheids-lineaire actuatoren zijn eindeloos. Ze bieden uitstekende mobiliteit voor toepassingen die een vloeiende lineaire beweging vereisen. Bovendien zijn ze over het algemeen lichter dan standaard lineaire actuatoren omdat ze geen grote tandwielkast bevatten. Het lichtere, gebruiksvriendelijke ontwerp maakt gebruik in toepassingen mogelijk waar ruimte moet worden bespaard of de footprint van een systeem moet worden verkleind. De Inschakelduur is een percentage van de totale tijd dat een Motor ingeschakeld is ten opzichte van de uit-tijd. Onder dit percentage blijven voorkomt oververhitting van de Motor. Daarom zijn hogesnelheids-lineaire actuatoren ontworpen voor toepassingen die binnen de opgegeven Inschakelduur (meestal 20%) kunnen werken. Toepassingen die bij deze Inschakelduur passen, zijn onder andere:
- Intermitterende sorteerautomatisering.
- Huis-/meubelsautomatisering (hoewel Terugkoppeling van de lineaire actuator vereist is om een nauwkeurige positionering te garanderen).
- End-effectors van robotarmen.
- Niet-industriële toepassingen zoals vlieg-/rijsimulaties die hogesnelheids-actuatie vereisen voor een realistische ervaring.
De bovenstaande toepassingen zijn slechts enkele voorbeelden waar hogesnelheids-lineaire actuatoren gebruikt kunnen worden.
Hogesnelheids-lineaire actuatoren van Progressive Automations
Progressive Automations biedt twee hogesnelheids-lineaire actuatoren (de modellen PA-15 en PA-04), die sterk aanpasbaar zijn aan uw toepassing.
PA-15
De PA-15 hogesnelheids-lineaire actuator heeft een 12 VDC (2 A onbelast en 9 A bij volledige Belasting) direct aangedreven, geborstelde DC-Motor die in lijn met een spindel is geplaatst, wat zorgt voor een ruimtebesparend en zeer robuust model. Slaglengtes van 1 inch tot 24 inch zijn beschikbaar. Bovendien zijn er 3 opties beschikbaar afhankelijk van de vereiste kracht (d.w.z. 11lbs, 22lbs of 33lbs). De onbelaste Snelheid van deze lineaire actuator is 9,05 inch/s voor de optie 11lbs, 5,50 inch/s voor de optie 22lbs en 3,20 inch/s voor de optie 33lbs.
Houd bij de keuze van een hogesnelheids-lineaire actuator echter rekening met de Snelheid bij volledige Belasting. Bij een volledige Belasting van 11lbs is de Snelheid 4,70 inch/s, bij 22lbs is de Snelheid 4,00 inch/s en bij 33lbs is de Snelheid 2,00 inch/s. Dit model heeft helaas geen Terugkoppelingsschakeling, maar Eindschakelaars bevinden zich aan de uiteinden van de beweging. De Inschakelduur bedraagt 20% en het product is IP54-beschermd, wat betekent dat het beschermd is tegen stof, schadelijke afzettingen en beperkt binnendringen van water. Het product wordt ook geleverd met een standaardgarantie van 18 maanden.
PA-04
De PA-04 lineaire actuator is technisch gezien geen hogesnelheidsmodel, maar de kracht die hij kan leveren is vergeleken met andere modellen snel beschikbaar. Het PA-04-model gebruikt een 12 VDC (4 A onbelast en 12 A bij volledige Belasting) geborstelde DC-Motor die haaks op de spindel is gepositioneerd. De Motor is voorzien van een overbrenging om een verhoogde kracht tot 100lbs bij een lineaire Snelheid van 2,16 inch/s en 400lbs bij een lineaire Snelheid van 0,78 inch/s mogelijk te maken. Slaglengtes van 2 inch tot 40 inch zijn beschikbaar.
Dit model heeft wel optionele Terugkoppelingsmogelijkheden en de optie om Hall-effectsensoren te gebruiken in plaats van mechanische Eindschakelaars aan de uiteinden van de beweging van de actuator. De Inschakelduur bedraagt ook 20% en het product is IP66-beschermd, wat betekent dat het volledig beschermd is tegen stof- en waterindringing en de beste licht uitgevoerde, hogesnelheids- en waterdichte lineaire actuator van Progressive Automations is.
Conclusie
Hogesnelheids-lineaire actuatoren kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, zowel industrieel (hogesnelheids-lineaire actuator voor zware toepassingen) als niet-industriëel (miniatuur hogesnelheids-actuator), dankzij hun robuuste ontwerp en snelle actuatiemogelijkheden. Houd bij het kiezen van een hogesnelheids-lineaire actuator echter rekening met de besproken parameters om de Snelheid van actuatie af te wegen tegen de kracht bij volledige Belasting, zodat u zeker weet dat de lineaire actuator de taak aankan. Koop tot slot alleen hogesnelheids-lineaire actuatoren van merken die extra garantie bieden, wat een goed teken is dat de fabrikanten vertrouwen hebben in hun productaanbod.