इलेक्ट्रिक सिलेंडरों का मूल सिद्धांत ड्राइव तत्व की घूर्णी (वृत्ताकार) गति को रेखीय (सीधी) गति में परिवर्तित करके उपयोगी कार्य प्रदान करना है। इलेक्ट्रिक सिलेंडरों के मॉडल घूर्णी गति प्रदान करने वाले मोटर के प्रकार, रेखीय गति प्रदान करने वाले स्क्रू शाफ्ट के प्रकार और इन दोनों घटकों को संयोजित करने वाले कनेक्शन प्रकारों के अनुसार भिन्न होते हैं।
उपयोग के क्षेत्रों के कारण इलेक्ट्रिक सिलेंडरों की तुलना अक्सर न्यूमेटिक सिलेंडरों से की जाती है। कभी-कभी हाइड्रोलिक सिलेंडरों के साथ भी यही तुलना की जा सकती है। तीनों प्रणालियों की अपनी-अपनी विशेषताएं हैं और उनके फायदे और नुकसान भी। उपयोगकर्ताओं को अपने उपयोग के लिए उत्पाद चुनते समय इन बातों का ध्यान रखना चाहिए। इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स का उपयोग मशीन निर्माण, ऑटोमोटिव और ऑटोमोटिव उप-उद्योग, खाद्य, वस्त्र, पैकेजिंग, स्वास्थ्य उपकरण, परीक्षण उपकरण, रोबोटिक्स और इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों में किया जाता है। इलेक्ट्रिक सिलेंडर अन्य प्रणालियों से अलग होते हैं क्योंकि इनकी संरचना यांत्रिक होती है। गति एक बॉडी में लगे स्क्रू शाफ्ट द्वारा प्रदान की जाती है। बॉल स्क्रू मोटर से प्राप्त वृत्ताकार गति को रैखिक गति में परिवर्तित करके शक्ति का स्थानांतरण करता है। इलेक्ट्रिक सिलेंडरों में उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक उत्पादों और इंजन के प्रकार के आधार पर, उच्च परिशुद्धता, गति नियंत्रण और बल नियंत्रण प्रदान किए जाते हैं।

विद्युत सिलेंडर संरचना

इलेक्ट्रिक सिलेंडर की संरचना मूल रूप से 3 मुख्य तत्वों से मिलकर बनी होती है। चूंकि सिलेंडर भाग का मूल्यांकन अलग से किया जा सकता है, इसलिए इंजन आमतौर पर एकीकृत रूप में ही मिलता है।

1. सिलेंडर

सिलेंडर वह घटक है जो इंजन से प्राप्त वृत्ताकार गति को रेखीय गति में परिवर्तित करके कार्य करता है। उपयोग किए गए यांत्रिक उत्पादों के आधार पर, सिलेंडर की अधिकतम भार वहन क्षमता, स्थिति सटीकता, अधिकतम गति और अधिकतम स्ट्रोक लंबाई भिन्न-भिन्न होती है।

2. मोटर कनेक्शन एडाप्टर

यह वह तंत्र है जो इंजन की गति को सिलेंडर तक पहुंचाता है। यह सिलेंडर और इंजन के बीच जुड़ा होता है। उपयोग के आधार पर, इंजन को सिलेंडर के समानांतर या अक्षीय रूप से लगाया जा सकता है।

3. इंजन

इंजन सिलेंडर का मुख्य शक्ति स्रोत है। यह सिलेंडर को गति प्रदान करता है। इलेक्ट्रिक सिलेंडरों को सर्वो मोटर, स्टेप मोटर, डीसी मोटर और एसी मोटर के साथ एकीकृत करके उपयोग किया जा सकता है।
एकीकृत सर्वो मोटर वाले इलेक्ट्रिक सिलेंडर द्वारा लगाए गए बल को बाहरी उपकरण की आवश्यकता के बिना नियंत्रित किया जा सकता है। सर्वो मोटर के साथ उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक सिलेंडर से एक से अधिक स्थितियों में उच्च परिशुद्धता के साथ स्थिति निर्धारण किया जा सकता है। निर्धारित स्थिति निर्धारण के संबंध में प्रतिक्रिया प्राप्त की जा सकती है। प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रिक सिलेंडर की गति और त्वरण मानों को बदला जा सकता है। इन सभी कार्यों को पीएलसी द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। अन्य प्रकार के गति जनरेटरों के लिए, ये कार्य बाहरी उपकरण (सेंसर, रैखिक पैमाना, आदि) जोड़कर संभव हैं।

इलेक्ट्रिक सिलेंडर की विशेषताएं

1. इलेक्ट्रिक सिलेंडर के साथ स्थिति नियंत्रण

इलेक्ट्रिक सिलेंडरों की मदद से एक से अधिक स्थितियों में सटीक पोजीशनिंग करना संभव है। इलेक्ट्रिक सिलेंडर की पोजीशनिंग सटीकता बॉल स्क्रू और पोजीशन रीडर एलिमेंट की परिशुद्धता पर निर्भर करती है। इंजन के प्रत्येक चक्कर में सिलेंडर बॉल स्क्रू के एक स्टेप तक चलता है। जैसे ही गति रुकती है, सिलेंडर अपनी पोजीशन पर आ जाता है। बॉल स्क्रू को दी जाने वाली गति को नियंत्रित करके सिलेंडर को वांछित स्थिति में रखा जा सकता है।
इलेक्ट्रिक सिलेंडरों में बॉल स्क्रू शाफ्ट का उपयोग करके 0.02 मिमी की सटीक स्थिति निर्धारण क्षमता प्राप्त की जा सकती है, जबकि ट्रेपेज़ॉइडल शाफ्ट के उपयोग से यह मान लगभग 0.1 मिमी ही रहता है। वांछित सटीक स्थिति निर्धारण क्षमता के लिए पोजीशन रीडर तत्व (एनकोडर, लीनियर स्केल आदि) का चयन उपयुक्त होना चाहिए।
सर्वो मोटर से युक्त एक विद्युत सिलेंडर की सहायता से, बाहरी उपकरणों की आवश्यकता के बिना स्थिति संबंधी जानकारी प्राप्त की जा सकती है। इस जानकारी को संसाधित और विश्लेषण किया जा सकता है। सिलेंडर अपनी पहली स्थिति में कुछ देर प्रतीक्षा करने के बाद अपनी दूसरी स्थिति में आ जाता है। स्थितियों की संख्या दो तक सीमित नहीं है, इसे बढ़ाया भी जा सकता है।
यदि विद्युत सिलेंडरों का उपयोग ऐसे मोटरों के साथ किया जाता है जिनमें आंतरिक स्थिति मापक तत्व नहीं होता है, तो स्थिति नियंत्रण के लिए बाहरी उपकरण की आवश्यकता होती है। बाहरी उपकरण से प्राप्त स्थिति संबंधी जानकारी का उपयोग करके सिलेंडर की गति को नियंत्रित करके स्थिति निर्धारण किया जा सकता है।

2. इलेक्ट्रिक सिलेंडर के साथ गति नियंत्रण

इलेक्ट्रिक सिलेंडर की गति बॉल स्क्रू की पिच और इंजन की गति पर निर्भर करती है। बॉल स्क्रू के चक्करों की संख्या बदलकर गति को नियंत्रित किया जा सकता है। गति के दौरान मोटर की गति को बदलकर भी गति को बदला जा सकता है। उपयोग के अनुसार त्वरण को समायोजित करके समय की हानि को कम किया जा सकता है। सिलेंडर अपनी पहली स्थिति तक पहुंचने के लिए धीमी गति से चलता है, और कुछ समय बाद दूसरी स्थिति तक पहुंचने के लिए तेज गति से चलने लगता है।

3. इलेक्ट्रिक सिलेंडर त्वरण नियंत्रण

इलेक्ट्रिक सिलेंडर में लगे मोटर के त्वरण और मंदी के मानों को बदलकर सिलेंडर के त्वरण को नियंत्रित किया जा सकता है। इससे भारी भार के तहत सिलेंडर के जोखिम भरे प्रारंभ और विराम को रोका जा सकता है। तेज़ चक्र समय की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में, तेज़ प्रारंभ और विराम को समायोजित करके वांछित चक्र समय प्राप्त किया जा सकता है। सिलेंडर विभिन्न त्वरण मानों के साथ एक निश्चित गति तक पहुँचता है।

4. इलेक्ट्रिक सिलेंडर के साथ बल नियंत्रण

इलेक्ट्रिक सिलेंडर द्वारा लगाया गया बल इंजन की शक्ति और सिलेंडर की यांत्रिक संरचना पर निर्भर करता है। इंजन की शक्ति को नियंत्रित करके सिलेंडर के बल को नियंत्रित किया जा सकता है। आज, इलेक्ट्रिक सिलेंडरों से 300 किलोन्यूटन तक का बल प्राप्त किया जा सकता है।
एकीकृत सर्वो मोटर वाले इलेक्ट्रिक सिलेंडर में मोटर के टॉर्क मोड का उपयोग करके बल को नियंत्रित किया जा सकता है। सिलेंडर को एक निश्चित बल द्वारा स्थिर किया जा सकता है, जिससे वह एक निश्चित बल के तहत स्थिर बना रहता है। बल और स्थिति की जानकारी प्राप्त की जा सकती है। इस जानकारी को संसाधित और मूल्यांकन किया जा सकता है। बल की जानकारी में वांछित संवेदनशीलता के आधार पर बल सेंसर का उपयोग करना आवश्यक हो सकता है। इलेक्ट्रिक सिलेंडर में टॉर्क मोड के बिना इंजन का उपयोग करते समय बल सेंसर का उपयोग करके यह जानकारी प्राप्त की जा सकती है।

इलेक्ट्रिक सिलेंडर उन्नत तकनीक और चौथी औद्योगिक क्रांति के विकास का एक महत्वपूर्ण परिणाम हैं। उच्च चक्र संख्या वाले स्मार्ट सिस्टमों का व्यापक उपयोग, जो एक ही मशीन पर विभिन्न उत्पादों के उत्पादन की अनुमति देते हैं और कम परिचालन लागत प्रदान करते हैं, इलेक्ट्रिक सिलेंडरों की आवश्यकता को बढ़ा रहा है। यह अनुमान लगाया जा रहा है कि समय के साथ ये उत्पाद तरल शक्ति से चलने वाले सिलेंडरों की तुलना में कई लाभ प्रदान करते हुए, उनका स्थान ले लेंगे। इलेक्ट्रिक सिलेंडर अन्य प्रणालियों से अलग हैं और इनकी संरचना यांत्रिक होती है। गति एक बॉडी में लगे स्क्रू शाफ्ट द्वारा प्रदान की जाती है। बॉल स्क्रू मोटर से प्राप्त वृत्ताकार गति को रैखिक गति में परिवर्तित करके शक्ति का स्थानांतरण करता है। इलेक्ट्रिक सिलेंडरों में उपयोग किए जाने वाले यांत्रिक उत्पादों और इंजन के प्रकार के आधार पर, उच्च परिशुद्धता, गति नियंत्रण और बल नियंत्रण प्रदान किए जाते हैं। उपयोगकर्ता को मिलने वाले लाभों के अलावा, इलेक्ट्रिक सिलेंडर पर्यावरण के अनुकूल उत्पाद हैं। ऊर्जा दक्षता के मामले में, जो आज हमारी सबसे बड़ी जिम्मेदारियों में से एक है, इलेक्ट्रिक सिलेंडर अन्य प्रणालियों की तुलना में बहुत अधिक संवेदनशील हैं। समान परिस्थितियों, भार और गति पर 2000 घंटे के परीक्षण के बाद, विद्युत सिलेंडर को ऊर्जा खपत के मामले में वायवीय सिलेंडर की तुलना में 11 गुना अधिक कुशल पाया गया।