Guia de micro e mini atuadores

Eficiência, durabilidade e precisão em um formato compacto são características muito requisitadas em atuadores lineares elétricos para uso em diversos setores e aplicações com restrições de espaço. Ao escolher os micro e mini atuadores certos, aplicações com restrições de espaço podem aproveitar benefícios como controle preciso, facilidade de uso e otimização do desempenho.

Esta página é dedicada a entender os fundamentos dos micro e mini atuadores, as vantagens que oferecem, nossa linha de modelos, especificações críticas e como escolher o melhor para as necessidades específicas da sua aplicação.

Atuadores são componentes fundamentais em diversos sistemas mecânicos e desempenham um papel crucial na conversão de energia em movimento. Em essência, um atuador utiliza uma fonte de energia, normalmente elétrica, hidráulica ou pneumática, e a converte em movimento físico. Isso é obtido por meio de diferentes componentes e mecanismos, dependendo do tipo de atuador.

Nos atuadores lineares elétricos, a corrente elétrica é usada para produzir movimento rotacional em um motor elétrico que está ligado mecanicamente a um redutor e utiliza um fuso de avanço para acionar o eixo do atuador, ligado a uma porca ACME, gerando movimento linear. Também existem variantes com fuso de esferas, que oferecem diferentes benefícios e desvantagens para atender a outras aplicações.

Embora os atuadores tradicionais possam ter um design volumoso, os atuadores lineares elétricos micro e mini são projetados para fazer o mesmo trabalho em uma escala muito menor. Esses dispositivos compactos cabem em espaços reduzidos e são perfeitos para aplicações em que precisão e sutileza são fundamentais. Quando se opta por um recorrido longo, a largura e a altura são as principais áreas que evidenciam as dimensões compactas dos atuadores micro e mini.

Considerando um recorrido curto de 2 polegadas, a largura e a altura dos microatuadores são mais do que compactas o suficiente para que a unidade caiba na palma da sua mão. Os mini atuadores têm um tamanho maior do que os micro atuadores; no entanto, os mini atuadores ainda apresentam um design compacto, com aproximadamente metade ou um terço do volume dimensional dos atuadores do tipo padrão.

Os micro e mini atuadores lineares elétricos oferecem uma série de vantagens que os tornam uma parte indispensável da sociedade moderna. Seu tamanho compacto permite a integração em espaços reduzidos, proporcionando controle e movimento precisos onde atuadores maiores não cabem.

Ter um tamanho miniaturizado aumenta a versatilidade e a adaptabilidade dos sistemas com os quais são integrados e permite uma operação energeticamente eficiente de seus motores menores.

1. Tamanho compacto: Sua largura e profundidade significativamente menores permitem um fator de forma que pode atender aos requisitos de aplicação com limitações rígidas de espaço ou quando se tenta maximizar o espaço de armazenamento disponível restante nos compartimentos de armazenamento.
2. Precisão: Projetados com opções de feedback posicional para lidar com aplicações que exigem precisão, fornecem controle preciso sobre o movimento e têm uma tolerância de fabricação menor do que os atuadores lineares maiores.
3. Eficiência: Apesar do tamanho, são energeticamente eficientes, com baixa demanda de corrente, e fins de curso integrados ou baixo consumo de energia quando inativos, o que os torna ideais para sistemas portáteis e dispositivos alimentados por bateria.
4. Versatilidade: Opções de várias classificações de força, velocidades, comprimentos de Recorrido, tipos de feedback, tensões de operação e outras especificações personalizáveis permitem que micro e mini atuadores sejam versáteis para se adequar a uma variedade de cenários, de dispositivos médicos a eletrônicos de consumo.

Quando se trata de selecionar o micro ou mini atuador certo para o seu projeto, algumas considerações-chave entram em jogo:

1. Requisitos de Carga: Refere-se à força que sua aplicação exigirá. Isso influenciará sua escolha do modelo de atuador.
2. Velocidade: Dependendo da aplicação, você pode precisar de um atuador compacto rápido ou lento. Escolha de acordo com as necessidades da sua aplicação.
3. Comprimento do Recorrido: Indica até onde o atuador precisa se mover. Certifique-se de que o comprimento do Recorrido corresponda aos requisitos de distância de deslocamento do seu projeto.
4. Requisitos de alimentação elétrica: Os requisitos de tensão e de demanda de corrente de cada modelo de atuador podem variar. Considere a tensão e as opções de fonte de alimentação disponíveis para o seu atuador compacto.
5. Resistência ambiental: Considere sua aplicação e o ambiente para determinar se o seu atuador compacto deve suportar determinado nível de poeira, ingresso de líquidos e/ou corrosão.
6. Feedback posicional: Determine se sua aplicação exigirá um certo nível de precisão de movimento/posicionamento ou se um controle manual básico de avanço e retrocesso é suficiente.
7. Compatibilidade com o sistema de controle: Escolha sistemas de controle que sejam compatíveis com o(s) atuador(es) compacto(s) escolhido(s). Se você já tiver sistemas de controle, garanta que o(s) atuador(es) escolhido(s) seja(m) compatível(is).

Também contamos com um questionário on-line, com perguntas que podem ajudar a guiá-lo na escolha, dentro da nossa linha de micro e mini atuadores, do modelo mais adequado às suas necessidades.

Requisitos de Carga

Há alguns fatores envolvidos em encontrar a força adequada para atender aos requisitos de carga de uma aplicação. As variáveis podem incluir a carga, o ângulo em que a carga é aplicada e as dimensões da carga. Os requisitos de carga são medidos pela quantidade de força necessária para empurrar e/ou puxar diretamente no eixo de um atuador (unidades de exemplo: lbs, kg, Newtons)

Velocidade

As velocidades de deslocamento geralmente dependem das opções de classificação de força para as quais um atuador foi configurado. Alguns modelos têm várias opções de classificação de força que podem ser selecionadas ao fazer um pedido online. Essas diferentes opções de classificação de força têm suas relações de engrenagem internas ajustadas para uma determinada configuração de torque, o que também afeta a velocidade de deslocamento do atuador. A velocidade de um atuador é medida pela distância percorrida ao longo de um período de tempo (exemplo: polegada/segundo, mm/segundo)

Comprimento do Recorrido

O comprimento de furo a furo (H2H) de um atuador, medido do centro do orifício de montagem traseiro ao centro do orifício de montagem dianteiro, é afetado pelo comprimento do Recorrido. Isso ocorre porque um comprimento de Recorrido maior exige um atuador com um corpo mais longo para acomodar o eixo recolhido. O comprimento do Recorrido pode ser calculado subtraindo o comprimento H2H totalmente fechado do comprimento H2H totalmente aberto do atuador (unidades de exemplo: polegada ou \" como abreviação, mm)

Requisitos de energia elétrica

Uma aplicação pode contar com uma fonte de energia elétrica preexistente ou com uma fonte de alimentação recém-instalada com determinadas classificações e requisitos de potência. Verifique as classificações de tensão (VDC ou VAC) e Corrente (Ampere ou A) da(s) fonte(s) de alimentação e do(s) atuador(es) para confirmar que estão dentro da faixa adequada. Como regra geral, a fonte de alimentação precisa ter uma classificação de Corrente superior à exigência máxima de Corrente combinada de todas as unidades conectadas a ela.

Resistência ambiental

O Grau de proteção IP utiliza um sistema de 2 dígitos para definir a classificação de proteção de todos os produtos. O primeiro dígito representa a proteção contra sólidos e o segundo, contra líquidos. O Código IP foi criado para padronizar as classificações de proteção e limitar a interpretação equivocada/representação incorreta da capacidade de proteção de um produto. A classificação de névoa salina é crucial para a proteção contra corrosão que pode ocorrer em estradas salgadas, praias, água salgada etc.

Feedback posicional

Dispositivos de Feedback posicional integrados, como encoders, sensores de efeito Hall, potenciômetros, etc., são usados para transmitir sinais que serão lidos por um controlador para determinar a posição do recorrido do atuador. Isso permite recursos como vários atuadores que podem se deslocar simultaneamente na mesma velocidade em movimento síncrono, predefinições de memória e/ou exibição da posição.

Verifique se o seu atuador possui protocolos de comunicação/Feedback posicional correspondentes aos controladores que você estava considerando. Por exemplo, os Atuadores servo micro de precisão PA-12-T (TTL/PWM) e PA-12-R (RS-485) fornecem controle de posição preciso com precisão posicional de até 100 um e exigem protocolos de comunicação avançados para esse desempenho.

Outra coisa a considerar é se o tipo de motor do seu atuador será compatível com um sistema de controle. Motores sem escovas de operação contínua, como os encontrados nos nossos atuadores PA-14 feitos sob encomenda, exigiriam caixas de controle compatíveis com sua operação, como a caixa de controle LC-241.

Para ver quais das nossas caixas de controle e dos nossos atuadores são compatíveis entre si, confira nossa comparação e nossas tabelas de compatibilidade.

Funções programáveis

Caixas de controle, como nossa série FLTCON, permitem configurar funções programadas, recursos de segurança e outras configurações do usuário, acessíveis por meio do controle remoto conectado. Ao conectar vários atuadores com efeito Hall a uma caixa de controle FLTCON, a caixa garante a sincronização dos motores para que se movimentem juntos na mesma velocidade.

Controles manuais básicos

Considere se há restrições orçamentárias para o projeto e escolha um sistema de controle que ofereça o melhor custo-benefício e atenda aos seus requisitos de desempenho. Por exemplo, projetos simples em ambientes internos que não exigem alta precisão funcionariam sem problemas ao ligar uma chave gangorra básica, sem alto grau de proteção IP, para controlar um microatuador de 2 fios ou um mini atuador linear a um preço acessível.

Depois que as especificações e os recursos necessários para uma determinada aplicação forem confirmados, o próximo passo é explorar os modelos disponíveis para determinar quais oferecerão as especificações mais adequadas às suas necessidades. Os microatuadores têm certas especificações que apresentam algumas semelhanças com os miniautuadores; no entanto, a diferença de especificação mais perceptível entre as duas categorias geralmente é a faixa de classificação de força.

Classificações de força

Os microatuadores podem variar de 1,34 lb a 39 lb em classificação de força dinâmica e de 0,67 lb a 56 lb em classificação de força estática. Os miniautuadores podem variar de 16 lb a 450 lb tanto em classificação de força dinâmica quanto estática.

Comprimentos de recorrido

Os microatuadores têm um comprimento de recorrido entre 0,5 e 12 polegadas, enquanto os miniatuadores podem variar entre 1 e 40 polegadas. Além do comprimento, as dimensões físicas dos microatuadores, como largura e altura, também são mais compactas em comparação com os miniatuadores.

Velocidades

A velocidade dos microatuadores pode variar de 0,24"/s a 2,67"/s em carga total e de 0,30"/s a 3,15"/s sem carga. A velocidade dos miniatuadores pode variar de 0,16"/s a 2,95"/s em carga total e de 0,28"/s a 3,54"/s sem carga.

Feedback posicional

O feedback posicional e as opções de protocolo de comunicação disponíveis para micro atuadores incluem TTL/PWM (PA-12-T) e RS-485 (PA-12-R), enquanto os mini atuadores contam com opções como sensores de efeito Hall (PA-09 & PA-10) e feedback de potenciômetro integrado (PA-14).

Cada atuador em estoque pode incluir apenas um tipo de feedback posicional ou protocolo de comunicação. O tipo de feedback posicional escolhido para um atuador afetará sua compatibilidade com sistemas de controle existentes. Pedidos personalizados para certos modelos podem incluir opções como feedback de fim de curso.

Tensão de operação

A principal opção de tensão padrão para todos os nossos mini e micro atuadores é 12 VCC para seus motores CC com escovas. Há opções de 24 VCC para todos os mini atuadores, enquanto os micro atuadores oferecem 7,4 VCC como opção para o PA-12-T. Escolher uma opção de tensão mais alta tende a resultar em menor consumo de corrente para o mesmo modelo.

Consumo de corrente

Os micro atuadores têm consumo de corrente que varia de 200 mA a 2,3 A em carga total e de 30 mA a 200 mA sem carga. Os mini atuadores consomem entre 2 A e 6 A em carga total e entre 500 mA e 1,5 A sem carga.

Para comparar nossos diferentes modelos de micro e mini atuadores, compilamos uma tabela comparativa de referência de atuadores.

A maneira mais simples de garantir que você tenha os suportes de montagem corretos para o seu atuador linear é obtê-los do fabricante original do atuador e verificar a compatibilidade. Para mais informações, disponibilizamos nossa tabela de compatibilidade de suportes de montagem e descrições de produtos em cada um de nossos atuadores.

Outros fabricantes também podem ter fontes semelhantes; no entanto, você também pode entrar em contato com o nosso atendimento ao cliente conforme necessário. Em certos casos, usuários com requisitos especiais ou aplicações específicas podem considerar fabricar seus próprios suportes sob medida de acordo com as medidas, o design e o formato necessários. Confira nossos desenhos 3D de atuadores como referência adicional.

Igualmente importante a obter suportes de montagem compatíveis para seus micro e miniautuadores elétricos é selecionar o processo de montagem com o método adequado para sua aplicação. Abaixo estão dois métodos comuns usados para montar um atuador linear elétrico.

• Montagem de pivô duplo
• Montagem estacionária

Montagem de pivô duplo

A montagem de pivô duplo é um método que envolve fixar um atuador em ambos os lados com um ponto de montagem livre para girar, que geralmente consiste em um pino de montagem ou um garfo (clevis). A montagem de pivô duplo permite que o atuador gire para qualquer um dos lados enquanto se estende e se retrai, possibilitando um movimento de trajetória fixa com dois pontos de pivô livres.

Um exemplo de aplicação desse método é abrir e fechar automaticamente portas de galinheiro. Quando o atuador se estende, os dois pontos fixos permitem que a porta gire para abrir. O movimento de abrir e fechar causa mudanças de ângulo, mas o pivô fornece espaço suficiente para que os dois pontos de montagem girem. Ao usar esse método, certifique-se de que há espaço suficiente para o atuador se estender, sem obstáculos em seu trajeto.

Montagem estacionária

No método de montagem estacionária, a haste pode se estender e retrair a partir da carcaça em uma trajetória retilínea, enquanto o restante do atuador permanece fixo em posição estacionária. Pode-se usar um suporte de montagem para a carcaça da haste para ajudar a manter o alinhamento ideal do atuador no local, sobre a superfície de montagem.

Esse tipo de montagem é comumente usado para realizar ações como empurrar e puxar um acessório frontalmente. Por exemplo, essa forma de montagem é ideal para empurrar e puxar um trinco de porta deslizante para travar e destravar uma porta. Ao optar por esse método, garanta que o dispositivo de montagem possa suportar a carga aplicada pelo atuador.

A versatilidade dos micro e mini atuadores compactos, com operações eficientes, construção durável, opções de personalização e especificações de alto desempenho, abre um mundo de possibilidades infinitas. Aqui estão alguns exemplos de aplicações e setores onde eles são usados:

• Automação residencial: A conveniência e a segurança adicionais de contar com fechaduras de segurança, pérgolas com telhado de lâminas motorizado, portas automáticas e projetos de entradas ocultas são apenas algumas das áreas da casa que se beneficiam dos micro e mini atuadores compactos. Sua eficiência de espaço, baixa necessidade de manutenção e operação simples os tornam populares tanto no uso comercial quanto na comunidade faça você mesmo (DIY) de proprietários.
• Projetos personalizados/DIY: Em muitos casos, prototipar um novo produto ou criar versões em pequena escala é uma etapa crítica no processo para ajudar a determinar desafios potenciais que podem precisar ser abordados antes de avançar com um projeto finalizado. Micro e mini atuadores, com seu corpo compacto e especificações versáteis, ajudam a impulsionar o movimento para demonstrar uma prova de conceito como forma de simular um projeto em tamanho real.
• Indústrias médicas: No campo médico, o controle preciso de micro atuadores é fundamental para equipamentos projetados para o manejo de fluxo de fluidos, o acionamento de robôs cirúrgicos ou o posicionamento de equipamentos médicos. Camas, cadeiras, equipamentos de reabilitação e equipamentos de imagem ajustáveis podem incorporar mini atuadores para gerar um movimento silencioso e suave em ambientes hospitalares.
• Indústrias automotivas: Os casos de uso incluem abrir compartimentos de armazenamento, elevar campers, inclinação de espelhos, ajustes de janelas e automatizar conversões de teto. Combinar as vantagens dos micro e mini atuadores ajuda a aprimorar a experiência de direção e de propriedade do usuário sem ocupar muito espaço, graças ao seu formato compacto.
• Indústria do entretenimento: Parques de diversão e fantasias de Halloween utilizam animatrônicos, robôs de cinema e adereços de efeitos especiais que cativam o público com movimentos realistas. Isso é possibilitado pela grande variedade de configurações disponíveis em micro e mini atuadores para lidar com restrições de espaço exigentes, requisitos de força nominal e ambientes externos, mantendo a eficiência energética.

Embora os micro e mini atuadores lineares elétricos talvez não recebam tanta atenção da mídia no mundo da tecnologia, eles desempenham um papel crucial em expandir os limites do que é possível. À medida que a tecnologia avança, a demanda por componentes menores e mais eficientes continuará a crescer.

Quer você esteja projetando o próximo dispositivo revolucionário ou desenvolvendo equipamentos médicos de ponta, os micro e mini atuadores têm um futuro promissor pela frente e podem ser as soluções compactas que você nem sabia que precisava.

Aprimoramentos em materiais

Os materiais terão um papel fundamental no aprimoramento do desempenho e da durabilidade dos atuadores. O desenvolvimento de compósitos avançados permitirá atuadores mais leves e resilientes, capazes de suportar cargas mais altas e operar em ambientes mais extremos. Esses materiais também contribuirão para reduzir o tamanho geral dos atuadores sem comprometer a integridade estrutural nem a potência de saída.

Maior desempenho

Espera-se um refinamento maior do desempenho geral dos mini e micro atuadores, com foco no aumento da relação força-tamanho. Isso será alcançado por meio da integração de motores de alta eficiência e sistemas de engrenagens otimizados, permitindo maior precisão e controle. Além disso, a miniaturização dos componentes permitirá que atuadores compactos se ajustem a espaços cada vez menores, ampliando seu escopo de aplicação.

Melhorias na precisão

Espera-se melhorias substanciais na precisão do feedback posicional com a incorporação de tecnologias avançadas de sensores. O uso de encoders ópticos, sensores de efeito Hall e outros mecanismos de feedback de alta resolução em desenvolvimento proporcionará controle preciso sobre o movimento do atuador. Isso será crucial em aplicações em que o posicionamento exato é crítico, como em robôs cirúrgicos ou equipamentos de fabricação de precisão.

Micro e mini atuadores são componentes versáteis para otimizar ao máximo aplicações com restrições de espaço, graças à sua durabilidade, eficiência e precisão. Ao entender os diferentes tipos de micro e mini atuadores, suas especificações e o processo de seleção de modelos adequados, os usuários podem garantir um funcionamento ideal e alcançar resultados que atendam às necessidades de sua aplicação.

Esperamos que você tenha achado isso tão informativo e interessante quanto nós, especialmente se estava buscando orientação para escolher micro e mini atuadores lineares elétricos adequados para sua aplicação. Se você tiver alguma dúvida sobre nossos produtos ou tiver dificuldade para escolher os atuadores lineares elétricos certos para suas necessidades, fique à vontade para entrar em contato conosco! Somos especialistas no que fazemos e teremos prazer em ajudar com qualquer pergunta que você tiver!

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