Son yıllarda, lineer aktüatörlerin endüstriyel ve endüstriyel olmayan uygulamalardaki kullanımı vazgeçilmez olduğunu kanıtladı. Bir uygulama için doğru lineer aktüatörü seçmek; dikkate alınması gereken çok çeşitli tipler ve parametreler (örn. vuruş mesafesi, motor tipi, kuvvet ve hız) nedeniyle oldukça kafa karıştırıcı olabilir. Yüksek hızlı lineer aktüatörler oldukça popüler hale geldi; ancak hızlı bir lineer aktüatör seçmek ile standart bir lineer aktüatör seçmek arasındaki farklar nelerdir? Ve hangi uygulamalar yüksek hızlı bir aktüatöre daha uygundur? Bu soruları yanıtlamak, bileşenler ve karakteristiklerdeki bazı ince, bazıysa o kadar da ince olmayan farklılıkları daha derinlemesine ele almayı gerektirecektir. Yüksek hızlı aktüatör arayışınızda size yardımcı olmak için, Progressive Automation’ın kataloğundan en iyi iki seçeneği sunuyoruz.
Yüksek Hızlı Lineer Aktüatörlerin Özellikleri
Yüksek hızlı lineer aktüatörler, dayanıklı/sağlam olmalarıyla ve daha az hareketli parça içerdikleri için daha sessiz çalışmalarıyla bilinir. Mevcut kontrol sistemlerine entegre edilmesi kolaydır ve genellikle daha düşük gerilimlerde çalışırlar (örn. endüstriyel 3-faz gerilime gerek yoktur). Ancak akılda tutulması gereken önemli bir parametre, lineer aktüatörün görev döngüsüdür. Fırçalı DC motorlar sürtünmeye neden olur ve uzun süre çalıştırıldıklarında motorun ısınmasına yol açabilir.
Standart lineer aktüatörler bir servo motor kullanır. Servo motorlar; dişli bir tahrike bağlanmış bir DC motordan ve bazen de geri besleme kontrolüne olanak tanıyan bir potansiyometreden oluşur. Bu da, bir kontrolörle birlikte kullanıldığında lineer aktüatörün ileri ve geri vuruşunun hassas şekilde konumlandırılabileceği anlamına gelir. Buna karşılık, yüksek hızlı lineer aktüatörler ara konum kontrolü olmadan tam ileri ve geri hareketi çalıştıracak şekilde tasarlanmıştır.
Yüksek Hızlı Lineer Aktüatör Olarak Nasıl Sınıflandırılırlar?
Hız göreceli olduğuna göre, bir lineer aktüatörün ‘yüksek hızlı’ olarak sınıflandırılması gerekip gerekmediği nasıl belirlenir? Şu anda yüksek hızlı lineer aktüatörler veya ultra yüksek hızlı lineer aktüatörler için asgari şartnameleri belirleyen bir endüstri standardı yoktur; bu nedenle, aktüatörün nasıl sınıflandırılacağına üretici karar verir. Bu sınıflandırmalar ağırlıklı olarak aşağıdakilere dayanır:
- İleri ve geri çalışmanın hızı.
- Yük/boşta kuvveti.
- Tahrik mekanizması.
- Aktüatör tipi.
- Dişli sistemi.
Bu parametreleri anlamak, yüksek hızlı, yüksek kuvvetli bir lineer aktüatör için bilinçli bir satın alma kararı vermek açısından önemlidir. Progressive Automations sitesindeki Karşılaştırma işlevini kullanarak, karar verirken yukarıdaki parametreleri göz önünde bulundurarak aynı anda dört aktüatöre kadar karşılaştırabilirsiniz.
Lineer Aktüatörümün Hızını Nasıl Değiştirebilirim?
Yukarıda listelendiği gibi, hız tahrik mekanizmasına bağlıdır. Birçok yüksek hızlı lineer aktüatör, bir mil/pistona bağlı bir vida miliyle aynı hat üzerinde doğrudan bağlanmış fırçalı bir DC motor kullanır. Güç motora uygulandığında motor vida milini döndürür ve mili dışarı doğru hareket ettirir (yani elektrik enerjisi dönme hareketine, o da doğrusal harekete dönüştürülür); güç polaritesi ters çevrildiğinde ise mil içeri doğru geri hareket eder.
Limit anahtarları, mil hareketinin uç noktalarında bulunur ve mil tamamen uzadığında/çekildiğinde motora giden gücü keser. Lineer hareketin hızı, aşağıdakiler dahil olmak üzere bir veya birden fazla parametre ayarlanarak değiştirilebilir:
Vida Milinin Adımını Değiştirmek
Basitçe, daha büyük bir adım lineer hareket hızını artırır; tersi de geçerlidir.
Uygulanan Gerilimi Değiştirmek
Bir motorun mili, nominal geriliminde tam hızda dönüyorsa, daha düşük bir gerilim uygulanarak dönüş hızı azaltılabilir. Çoğu zaman, potansiyometre kontrollerine sahip yüksek hızlı 12 volt lineer aktüatör (yani bir motor kontrolörü) kullanılabilir. Temel kontrolörler, motorun polaritesini tersine çevirmek için bir H-köprüsü devresi ve motora uygulanan gerilimi değiştirmek için bir potansiyometre kullanır.
Motoru Dişliyle Çevirmek
Progressive Automation’ın PA-04 modeli gibi bazı yüksek hızlı lineer aktüatörler (ileride tartışılacaktır), bir motorun çıkış dönüşünü yavaşlatmak veya hızlandırmak için dişlili bir yaklaşım kullanır. Dişli sistemi, aynı güçteki motoru kullanırken hareket eden mil/pistonun kuvvetini de artırır.
Yüksek Hızlı Lineer Aktüatör Uygulamaları
Yüksek hızlı bir lineer aktüatör seçerken, aktüatörü hangi uygulama için kullanacağınızı bilmek kritik önem taşır. Daha yüksek hareket hızları, daha düşük bir çıkış kuvveti; tersi ise daha yüksek kuvvet anlamına gelir. Bununla birlikte, aynı lineer aktüatöre dişli uygulamak, ihtiyaçlarınıza uygun tam doğru miktarda kuvvet sağlayabilir.
Yüksek hızlı lineer aktüatörlerin uygulamaları sınırsızdır. Yumuşak doğrusal hareket gerektiren uygulamalar için mükemmel hareketlilik sağlarlar. Ayrıca, büyük bir dişli kutusu içermediklerinden genellikle standart lineer aktüatörlerden daha hafiftirler. Daha hafif ve kullanıcı dostu tasarımları, alan tasarrufu gerektiren veya bir sistemin cihaz kapladığı alanı azaltmayı amaçlayan uygulamalarda kullanılmalarına olanak tanır. Görev döngüsü, bir motorun toplam süre içindeki çalışma süresinin durma süresine oranını ifade eden bir yüzdedir. Bu oranın altında kalmak, motorun aşırı ısınmasını önleyecektir. Bu nedenle, yüksek hızlı lineer aktüatörler, belirtilen görev döngüsü (genellikle %20) içinde çalışabilen uygulamalar için tasarlanmıştır. Bu görev döngüsüne uygun uygulamalar şunları içerir:
- Aralıklı sıralama otomasyonu.
- Ev/mobilya otomasyonu (doğru konumlandırmayı sağlamak için lineer aktüatörden geri besleme gerekebilir).
- Robot kolu uç efektörleri.
- Gerçekçi deneyimler için yüksek hızlı hareket gerektiren uçuş/sürüş simülasyonları gibi endüstri dışı kullanımlar.
Yukarıdaki uygulamalar, yüksek hızlı lineer aktüatörlerin kullanılabileceği alanlara yalnızca birkaç örnektir.
Progressive Automation’ın Yüksek Hızlı Lineer Aktüatörleri
Progressive Automation, uygulamanıza uyacak şekilde yüksek düzeyde özelleştirilebilen iki yüksek hızlı lineer aktüatör (PA-15 ve PA-04 modelleri) sunar.
PA-15
PA-15 yüksek hızlı lineer aktüatör, vida miliyle aynı hat üzerinde bulunan, doğrudan tahrikli fırçalı 12 VDC (boşta 2A ve tam yükte 9A) DC motora sahiptir; bu da yerden tasarruf sağlayan, son derece sağlam bir model sunar. 1 inççten 24 inççe kadar vuruş mesafeleri mevcuttur. Ayrıca, gerekli kuvvete bağlı olarak 3 seçenek mevcuttur (örn. 11 lb, 22 lb veya 33 lb). Bu lineer aktüatörün boşta hızı, 11 lb seçeneği için saniyede 9,05 inçç, 22 lb seçeneği için saniyede 5,50 inçç ve 33 lb seçeneği için saniyede 3,20 inççtir.
Ancak, yüksek hızlı bir lineer aktüatör seçerken tam yük hızının dikkate alınması gerekir. Tam 11 lb yükte hız saniyede 4,70 inççtir, 22 lb hızı saniyede 4,00 inççtir ve 33 lb hızı saniyede 2,00 inççtir. Ne yazık ki, bu modelde herhangi bir geri besleme devresi yoktur; ancak hareketin uçlarında limit anahtarları bulunur. Görev döngüsü %20’dir ve ürün IP54 IP derecesine sahiptir; bu da toza, zararlı birikintilere ve sınırlı su girişine karşı korumalı olduğu anlamına gelir. Ürün ayrıca standart 18 aylık garantiyle birlikte gelir.
PA-04
PA-04 lineer aktüatör teknik olarak yüksek hızlı değildir; ancak üretebildiği kuvvet, diğer modellere kıyasla hızlıdır. PA-04 modeli, vida miline dik konumlandırılmış fırçalı 12 VDC (boşta 4A ve tam yükte 12A) bir DC motor kullanır. Motor, doğrusal hız saniyede 2,16 inçç iken 100 lb’a, doğrusal hız saniyede 0,78 inçç iken 400 lb’a kadar artırılmış kuvvet sağlaması için dişlilendirilmiştir. 2 inççten 40 inççe kadar vuruş mesafeleri mevcuttur.
Bu modelde isteğe bağlı geri besleme yetenekleri vardır ve aktüatör hareketinin uç noktalarında mekanik limit anahtarları yerine hall etkisi sensörlerinin kullanılması seçeneği mevcuttur. Görev döngüsü yine %20’dir ve ürün IP66 IP derecesine sahiptir; bu da tamamen toza ve su girişine karşı korumalı olduğu ve Progressive Automation’ın en iyi hafif hizmet, yüksek hızlı ve su geçirmez lineer aktüörü olduğu anlamına gelir.
Sonuç
Yüksek hızlı lineer aktüatörler; sağlam tasarımları ve hızlı hareket kabiliyetleri sayesinde hem endüstriyel (yüksek hızlı, ağır hizmet lineer aktüatörü) hem de endüstri dışı (mini yüksek hızlı aktüatör) pek çok uygulamada kullanılabilir. Ancak, yüksek hızlı bir lineer aktüatör seçerken; ele alınan parametreler dikkate alınarak, hareket hızı ile tam yük kuvveti arasında denge kurulmalı ve lineer aktüatörün işi kaldırabildiğinden emin olunmalıdır. Son olarak, yalnızca ek garanti sunan markalardan yüksek hızlı lineer aktüatör satın alın; bu, üreticilerin sundukları ürünlere güvendiklerinin iyi bir göstergesidir.