Doğrusal aktüatör, dairesel hareketi doğrusal harekete dönüştürebilen, kendi kendini destekleyen yapısal bir sistemdir. Bu hareket bir motor tarafından üretilir ve hareketi (veya kuvveti) bir eksen boyunca iletir. Bu şekilde, doğrusal aktüatörler, dairesel hareketle çalışan geleneksel elektrik motorlarından farklı çalışır.

Doğrusal aktüatörün ne olduğunu anlamak, çeşitli uygulamalarını kavramak için çok önemlidir. Doğrusal aktüatör, bir yükü itme, çekme, kaldırma, indirme veya eğme gibi hareketlerin üretilmesine büyük ölçüde yardımcı olur.

Gerçekleştirdikleri çeşitli görevler nedeniyle, birçok farklı tipte doğrusal aktüatör mevcuttur. Tahmin edebileceğiniz gibi, tüm doğrusal aktüatörler aynı amaca hizmet etmez. Doğrusal aktüatörün ne olduğunu ve işlevselliğini daha iyi anlamak için, bu cihazların yaygın uygulamalarından bazılarını inceleyelim.

Doğrusal aktüatör ne için kullanılır?

Tüm doğrusal aktüatör türleri aynı değildir, ancak güç kullanarak benzer bir doğrusal hareket üretirler. Bir yandan, doğrusal aktüatörler nesneleri veya eşyaları düz bir çizgide hareket ettirir. Ancak daha da ötesi, bu hareketi hassasiyet ve büyük bir hızla tamamlarlar.

Doğrusal tahrik sistemi, dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürerek belirli görevler ve genel üretim için etkileyici bir verimlilik düzeyi sağlar. Bununla birlikte, doğrusal tahrik sistemi içindeki farklı doğrusal aktüatör türlerinin bazı ihtiyaçlara diğerlerinden daha uygun olabileceğini belirtmek önemlidir.

En uygun seçim, özel süreçlerinize ve taşımanız gereken malzemelere bağlıdır. Doğrusal tahrik sistemi gereksinimlerinizin inceliklerini anlamak, uygulamanız için en uygun aktüatörü seçmek açısından çok önemlidir.

Hassas doğrusal aktüatörlerin en yaygın kullanım alanı, çok eksenli Kartezyen robot sistemleriyle birleştirilmeleridir. Ayrıca makinelerin ayrılmaz bileşenleri olarak kullanılmaları da yaygındır.

Ana sektörler:

Elektrikli lineer aktüatörlerden faydalanabilecek birçok sektör bulunmaktadır. İster küçük bir işletmeniz olsun, ister her gün önemli miktarda malzeme taşıyor olun, önemli olan işletmenizin türü ne olursa olsun, size uygun bir lineer aktüatörün mevcut olmasıdır.

Dolayısıyla, aşağıdaki liste sektörlerin eksiksiz bir listesi değil, sadece daha yaygın örneklerden bazılarıdır. Bu sektörlerin kontrollü ve hassas doğrusal hareketten neden fayda sağladığı açıkça görülmektedir.

1. Endüstriyel otomasyon
2. Üretim süreçlerinde servo motorlar ve yerleştirme sistemleri
3. montaj
4. Paketleme ve paletleme

 

Gerçekten de, şu gibi uygulamaları düşünün:

1. Lazer veya plazma kesme makineleri
2. İşlenmiş parçaların yüklenmesi ve boşaltılması
3. Üretim hattındaki işleme merkezlerinin beslenmesi
4. veya endüstriyel insansı bir robotu, hareket alanını genişletmek amacıyla ek bir harici eksen boyunca hareket ettirmek.

Bu uygulamaların tamamı bir veya daha fazla doğrusal aktüatör kullanır. Kullanılan doğrusal aktüatör tipi, hassasiyet, yük kapasitesi ve hız gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Genel olarak, farkı yaratan genellikle hareket iletiminin türüdür.

Hareket iletiminin üç ana türü vardır:kayış / kremayer ve pinyon / vida.

Doğru aktüatörü seçtiğinizden nasıl emin olabilirsiniz? Yeni bir uygulama üzerinde çalışan bir endüstriyel tasarımcının dikkate alması gereken değişkenler nelerdir?

Doğrusal hareket çözümleri hakkında konuşurken, önemli olan konuya doğru bakış açısıyla yaklaşmaktır. Özellikle, bu, söz konusu uygulamayı ifade eder. Bu, ihtiyaç duyduğunuz doğrusal aktüatör türüne karar verirken her zaman en öncelikli husustur.

Hassas lineer aktüatör seçerken, sonuçlar ve performans konusundaki beklentilerinizi net bir şekilde tanımlamak çok önemlidir. Bu detaylı analiz, hassas lineer aktüatörünüzü tam olarak gereksinimlerinize göre uyarlamanıza yardımcı olacaktır.

Bu faktörleri iyice değerlendirerek, yalnızca ihtiyacınız olan hassas lineer aktüatör tipini değil, aynı zamanda uygulamanızda optimum performansı sağlayacak spesifik özellikleri de belirleme konusunda daha donanımlı olacaksınız.

Bu titiz seçim süreci, seçtiğiniz hassas lineer aktüatörün, en yüksek doğruluk ve güvenilirlik seviyesiyle benzersiz ihtiyaçlarınızı karşılamasını sağlar.

Bu nedenle, öncelikle dinamikleri, vuruş uzunluğunu ve gereken hassasiyeti göz önünde bulundurarak başlamakta fayda var. Bunları detaylı olarak inceleyelim.

Yüksek Dinamikler

Birçok endüstriyel tasarım alanında, tasarımcının talepleri genellikle hızla ilgilidir. Bunlar genellikle döngü sürelerinin kısaltılmasını da içerir. Bunun iyi bir örneği ambalaj sektörüdür. Sonuçta, ambalaj ne kadar hassas ve hızlı olursa, paketler o kadar hızlı bir şekilde satışa sunulur.

Dolayısıyla, bir çözüm tanımlanırken yüksek dinamizmin genellikle başlangıç ​​noktası olması şaşırtıcı değildir.

Kayış tahrik sistemleri, yüksek dinamik aralıklar söz konusu olduğunda genellikle ideal çözümdür, çünkü:

1. 10-12 metre uzunluğundaki hareketlerde 50 m/s²'ye kadar ivme ve 5 m/s'ye kadar hızlara olanak sağlarlar.
2. Kayış tahrikli eksenlere sahip bir XYZ portalı, son derece küçükten yaklaşık 200 kg'a kadar değişen yükleri taşıyabilir.
3. Yağlama türüne bağlı olarak, bu sistemler özellikle uzun bakım aralıkları sunarak üretimin sürekliliğini sağlayabilir.

10-12 metreden daha uzun hareket mesafelerinde yüksek dinamiklere ihtiyaç duyulan durumlar vardır. Bu durumlarda, kremayer ve pinyon tahrikli aktüatörler mükemmel bir çözüm olma eğilimindedir. Çünkü bu doğrusal aktüatörler, 10 m/s²'ye kadar ivme ve 3,5 m/s'ye kadar hızlara olanak tanır. Ve tüm bunlar potansiyel olarak sonsuz hareket mesafelerinde gerçekleşir.

Dişli çark ve pinyon aktüatör modelleri, tekerlek ve aks kavramını uygular. Özellikle, dönen bir tekerlek, doğrusal hareket üretmek için bir kabloyu, zinciri veya kayışı hareket ettirir.

Farklı bir aktüatör tipi seçimi aynı sonuçları garanti etmez. Örneğin, şüphesiz çok daha hassas olan bir vida sistemi kesinlikle çok yavaş olurdu. Böyle bir aktüatörle bu kadar uzun strokları kontrol edemezdiniz.

Vidalı aktüatör son derece yaygın bir alet olmasına rağmen, vidayı döndürerek ileri doğru hareket ettirilir. Ancak, kullanım senaryosuna bağlı olarak hız konusunda sınırlamaları vardır.

Uzun Vuruşlar

Kartezyen robotik sistemlerinin tipik XYZ konfigürasyonlarında doğrusal aktüatörler tarafından oluşturulan sistemler genellikle uzun hareket mesafelerine sahiptir. Bu durum, alma-yerleştirme ve besleme işleme merkezleri gibi uygulamalarda yaygındır. Bu uzun üretim hatları nedeniyle, hareket mesafeleri genellikle onlarca metreye ulaşabilir.

Ayrıca, birçok durumda, genellikle Y eksenini içeren bu uzun hareketler, oldukça ağır yükleri taşımakla görevlidir. Bazı durumlarda, yükler yüzlerce kilo ağırlığında olabilir. Ek olarak, bu uzun hareketlerde çok sayıda dikey Z ekseni bağımsız olarak çalışır.

Bu tür uygulamalarda, Y ekseni için en iyi seçim kremayer ve pinyon tahrikli bir aktüatördür. Bunun çeşitli nedenleri vardır, örneğin:

1. Dişli çark sisteminin rijitliği sayesinde, potansiyel olarak sınırsız hareket aralığında çalışabilirler. Bu sırada rijitliklerini, hassasiyetlerini ve verimliliklerini koruyarak işlevlerini yerine getirebilirler.
2. Tahrik mekanizması içinde, indüksiyonla sertleştirilmiş çelik dişli çarklara sahip aktüatörlerde eğimli dişler bulunur. Bu dişler, bilyalı rulmanlı raylar veya prizmatik raylar boyunca kayar.
3. Her biri kendi motoruna sahip birden fazla taşıyıcı takma seçeneği, çok sayıda bağımsız dikey Z eksenine olanak tanır.

Kayışlı sistemler 10-12 metreye kadar olan hareket mesafeleri için idealdir. Ancak bilyalı vidalı aktüatörler (uzun hareket mesafelerinde) kritik hızlarıyla sınırlıdır.

Konumlandırma Tekrarlanabilirliği

Öte yandan, tasarımcının maksimum hassasiyet aradığı zamanlar da vardır. Bu durum, mikro bileşenlerin montajı veya bazı tıbbi alan uygulamaları gibi durumlarda söz konusu olabilir. Bu durumlarda tek bir açık seçenek vardır: bilyalı vidalı tahrikli doğrusal eksenler.

Bu açıdan bakıldığında, vidalı tahrikli doğrusal aktüatörler en iyi performansı sunar. Bunun başlıca nedeni, ±5 μ kadar yüksek bir konumlandırma tekrarlanabilirliği derecesine sahip olmalarıdır. Bu performans, ne kayış tahrikli ne de vidalı tahrikli aktüatörler tarafından karşılanamaz. Hem kayış tahrikli hem de vidalı tahrikli doğrusal aktüatörler, maksimum ±0,05 mm'lik bir konumlandırma tekrarlanabilirliği derecesine ulaşır.