機械オートメーションは産業オートメーションの非常に重要な部分です。機械自動化は、実際の生産活動を意味するプロセスを迅速かつ正確な時間で処理します。ボトル充填機、包装機、ラベル貼付機など。製品の実際の計数性を扱うプロセスは、機械自動化プロセスと呼ばれます。

したがって、モーション制御は機械の自動化の重要な部分です。モーションを制御すると、機械部品の動きを継続的に直接制御することになるからです。機械部品を制御することで、目的の出力が正確に生成されます。モーション制御は、主にリニアとロータリーの 2 つのカテゴリに分類されます。

直線運動とは何ですか?

名前が示すように、直線運動は機械部品が直線的に動く動作です。たとえば、切断機を単純に考えてみましょう。工場でチョコレートケーキがあるとします。生産ラインでは、定期的にケーキをカットして小さなピースを作りたいと考えています。カッターは連続的に制御され、垂直方向に切断されます。これが直線運動です。

その他の一般的な用途としては、リニア モーター、ガイド、ベアリング、アクチュエーターなどがあります。直線運動の概念をより深く理解するために、実際に直線運動に使用されるさまざまな製品を見てみましょう。

直動装置

アクチュエーターは空気圧で動作するデバイスで、電気によって駆動されると、空気の入口を利用してそれ自体を押してタスクを実行します。電気を切ると空気入口が遮断され、元の位置に戻ります。これはアクチュエータの最も基本的な定義です。

リニアアクチュエータ

リニア アクチュエータは、名前が示すとおり、直線的に移動し、トリガーされると必要な動作を実行します。直線で移動する場合、考慮すべきことの 1 つは XY 軸の動きです。アクチュエータは X 方向または Y 方向に移動できます。したがって、リニアアクチュエータを設計および使用する際には、この要素を考慮する必要があります。これら 2 つとは別に、Z 方向のリニア アクチュエータもあります。

リニア アクチュエータをプログラミングするときは、リニア アクチュエータを単一方向に動かす必要があるのか​​、同時に複数の方向に動かす必要があるのか​​を知る必要があります。これは、アクチュエータの機械的耐久性、信頼性、精度を決定するために重要です。リニア アクチュエータは主にキャリッジまたはレール上を移動します。したがって、これもアプリケーションに応じて考慮する必要があります。

ボールねじアクチュエータ

ボールねじアクチュエータは、循環ボールベアリングを介して機械ねじで動作します。スクリューは連続的に再循環して動き、迅速かつ効率よく直進方向に回転します。

アセンブリ全体はねじ付きシャフト上を移動し、回転運動を直線運動に変換します。高いトルクを提供し、低摩擦で動作します。これにより、ダウンタイムが短縮され、動作中に放散される熱の量も少なくなります。

ベルトドライブアクチュエーター

ベルト ドライブ アクチュエータは、直線運動技術におけるもう 1 つの革新技術です。2 つの円形プーリーの間に接続されたタイミング ベルトを介して、コンベア ベルト システムと同じように機能します。

コンベア ベルトが 2 つの位置の間を直線的に移動する様子を見ると、このテクノロジーはベルト ドライブ アクチュエータでも同様に機能します。ベルトドライブはアルミニウムのボディ内に収められており、その上に荷物を運ぶキャリッジがレールに沿って乗っています。

直線運動で考慮すべき要素 – 重要な要素のいくつかについては以下で説明します。

力

前に説明したように、直線運動は単一軸または複数軸で移動できます。オブジェクトは荷物を運ぶことも、自由に移動して別のタスクを実行することもできます。

いずれにしても、力は適切なデバイスを選択する上で非常に重要な要素です。ここでは、荷物の重量 (存在する場合) または目的地に到達するまでに必要な速度に基づいて、力が非常に重要な役割を果たします。力は、そのタスクを実行するためにどの程度の摩擦を受ける必要があるかを判断するのにも役立ちます。

スピード

時間は機械の自動化において非常に重要な役割を果たします。何かを生産しているのですから、生産速度が遅ければ、その機械は役に立ちません。したがって、速度と力の組み合わせは、デバイスが動作するために必要な電力の大きさを示します。十分な重量を扱えるが、その代わりに動作が遅い場合、生産活動に重大な支障をきたします。

また、速度を考える場合、加速時間と減速時間の2つのタイミングを考慮する必要があります。急速に減速する必要がある場合、装置は急激な動きや摩擦損失を生じることなく急速に減速できなければなりません。加速時間も同様です。

基本的に、設定された時間によってデバイスが誤動作しないように注意する必要があります (どのマシンにも設定された時間には制限がありますが、少なくとも指定された範囲内では適切に動作する必要があります)。

ストローク長

リニア アクチュエータを使用する場合は、リニア アクチュエータがどのくらいの距離まで移動できるかを知っておく必要があります。あらゆるタイプの直線運動デバイスには、独自のストローク長のセットがあります。ストロークが長ければ長いほど、マシンをより柔軟に操作できます。

これは、最終製品に到達しやすくなり、ある程度の距離を置いて機械を配置することを広く検討できるためです。他のものを配置するためのより多くの領域が得られるようにします。

デューティサイクル

直線運動デバイスをオン/オフで連続的に動作させる場合、その耐久性と堅牢性にもある程度の寿命があります。1 日または 1 年に何回、問題なくマシンをストロークできるかによって、デューティ サイクルが決まります。基本的には、機械の動作頻度です。