動きの礎石として機能するアクチュエーター

  

1.アクチュエータの基本

アクチュエータは、さまざまなデバイスやマシン内で見つかったコンポーネントとして説明できます。その機能は、電力、油圧、空気圧など、さまざまなソースからエネルギーを変換することです。 制御可能な機械的運動。アクチュエーターの特定の入力要件と運用特性は、変換されるエネルギーのタイプとアクチュエーターの意図された目的に依存します。

アクチュエーターはどのように機能しますか

電気アクチュエーターは、電流または電圧を入力として利用して、目的の機械出力を生成します。油圧アクチュエーターは非圧縮性液を活用して力と動きを生成しますが、空気圧アクチュエーターは圧縮空気に依存して同じ結果を達成します。特定のエネルギー入力に関係なく、究極の結果は エネルギーの機械的エネルギーへの変換、物理的な動きまたは機械的タスクの実行として現れます。

人工知能や機械学習などの概念と同じレベルの毎日のメディアの注目を集めていないにもかかわらず、 アクチュエーターは、現代世界で重要な役割を占めています、これまでに発明された他のほとんどのデバイスと比類のない。これらは、ロボットアームを制御するメカトロニクスシステムから、自動車システムのエンジンパラメーターの正確な管理に至るまで、多数の産業用途で不可欠なコンポーネントとして機能します。アクチュエーターは、さまざまな機械と機器の効率的かつ効果的な運用に大きく貢献しており、現在存在している数十億が存在しています。

要約すると、アクチュエータは、エネルギー源と機械的出力との間の重要なリンクを表し、多様な形態のエネルギーを制御された物理運動に変換します。その信頼できる正確な機能により、多くの技術的進歩の実際的な実現が可能になり、今日の産業景観における不可欠な地位を強調しています。

「アクチュエーターは、人工知能や機械学習がメディアで行うような見出しをつかむことはできませんが、これまでに作成された他のデバイスと比類のない現代世界で不可欠な役割を果たしています。」

 

2.異なるタイプ

電気線形アクター

まず、電気線形アクチュエーターがあります。これらをアクチュエータファミリーの主ホールとして想像してください。彼らは線形運動を生成するように設計されています。つまり、直線を押したり引いたりします。電動ロッドが延長または撤回され、正確で制御された動きを可能にすることを考えてください。電気線形アクチュエーターは、ロボットや自動化から調整可能な家具、さらには医療機器まで、さまざまなドメインにアプリケーションを見つけます。

ロータリーアクチュエーター

次に、私たちは持っていますロータリーアクチュエーター、 または DCギアモーター, 時々呼ばれるように。これらは電気線形アクチュエーターの兄弟ですが、線形運動の代わりに回転または回転します。それらは、マシンの紡績心のようなものであり、コンポーネントを移動する回転力を提供します。産業機械、バルブ、ロボット工学、さらにはフロントガラスワイパーモーターなどにロータリーアクチュエーターが見つかるので、想像できるように、それらも幅広いサイズになっています。 DCギアモーターはすべての線形アクチュエーターにあります。リードスクリューを追加し、電子制限スイッチングを追加するまで、線形アクチュエーターになりません。電気ギアモーターは、モーターから回転運動を作成するものであり、ギアは速度を遅くするために使用されますが、トルクを増加させて、毎日のアプリケーションでより使いやすい回転運動を利用できるようにします。 DCギアモーターを要約すると、回転運動を使用できます。電気モーター自体はあまり使いやすく、速すぎてトルクがあまりありません。ギアボックスがモーターに追加され、それらを遅くし、トルクを増やして有用なモーション制御デバイスを作成します。

ピエゾアクチュエーター

さあ、話しましょう ピエゾアクチュエーター。彼らは、圧電材料を使用して、アクチュエータの世界の技術的な魔術師です。電界が適用されると、これらの材料が形状を変え、非常に正確な動きをもたらします。ピエゾアクチュエーターは、卓越した精度、応答性、および要求の厳しい環境で動作する能力で知られています。ナノテクノロジー、顕微鏡検査、さらにはハイエンドのオーディオデバイスなどの分野でよく使用されます。ピエゾアクチュエータの欠点は、マイクロンにストロークしていることです。実際、10mm以上のストロークを持つピエゾアクチュエーターを見ることは決してありません。

油圧および空気圧アクチュエーター

続いて、私たちは遭遇します 油圧および空気圧アクチュエーター。それらはさまざまな原則で動作しますが、どちらも流体力を使用して動きを生成します。油圧アクチュエーターは非圧縮性液体を使用しますが、空気圧アクチュエーターは圧縮空気を採用しています。これらのアクチュエーターは、膨大な力の能力で知られているため、頑丈なアプリケーションに最適です。建設機械、工業用プレス、または航空機の着陸装置に油圧アクチュエーターが見つかります。一方、空気圧アクチュエーターは、自動化システム、空気駆動のツール、さらにはバルブやゲートの制御によく見られます。

最後に、私たちは持っています アクチュエーターを追跡します としても知られている スライダーアクチュエータ。彼らは、線形アクチュエータファミリーの多目的なパフォーマーのようなもので、トラックやレールに沿って直線的な動きが可能です。スライダーがスムーズに前後に移動し、正確な位置決めまたは調整を可能にすることを想像してください。トラックアクチュエーターは、ロボット工学、撮影用のカメラスライダー、またはトラックに沿った正確な動きが必要な医療機器などのさまざまなアプリケーションで使用されています。

3.アプリケーション

アクチュエーターは、私たちが日常生活で遭遇するさまざまなデバイスとシステムにモーションと自動化をもたらす上で重要な役割を果たします。これらのデバイスは、機械の「筋肉」として機能し、エネルギーを機械的運動に変換して、幅広いタスクを実行します。シンプルなオンオフスイッチから複雑なロボットシステムまで、アクチュエーターは多数の分野でアプリケーションを見つけ、機能性、利便性、効率を強化します。

アクチュエーターにはさまざまな形があり、それぞれが特定の要件とタスクを満たすように調整されています。さまざまな種類のアクチュエーターのいくつかと、彼らが優れているいくつかの典型的なアプリケーションを探りましょう。

1. 電気線形アクチュエーター：これらのアクチュエーターは、正確な線形モーションコントロールに広く使用されています。次のようなアプリケーションにあります。
   • ホームオートメーション：電動電動窓トリートメント、調整可能な家具、自動ドアロック。
   • ヘルスケア：調整可能なベッド、患者リフト、および医療機器の位置決めを可能にします。
   • 産業自動化：コンベアシステム、ロボットアーム、および材料処理メカニズムの制御。
2. 油圧アクチュエーター：これらのアクチュエーターは、力と動きを生成するために、加圧された流体、通常は油または水の力を活用します。それらは、次のようなアプリケーションで一般的に見つかります。
   • 航空宇宙：エイレロン、エレベーター、着陸装置などの飛行制御表面の動力。
   • 重機：操作掘削機、ローダー、および油圧プレス。
   • 自動車：制御ブレーキシステム、パワーステアリング、コンバーチブル屋根。
3. 空気圧アクチュエーター：これらのアクチュエーターは、圧縮空気またはガスを使用して機械的運動を生成します。次のようなアプリケーションで広く利用されています。
   • ロボット工学：グリップメカニズム、ロボットアーム、および自動化された組立ラインを有効にします。
   • HVACシステム：効率的な気候制御のためのダンパー、バルブ、および空気圧縮機の制御。
   • 医療機器：補綴手足、空気圧ポンプ、および手術器具の促進。
4. 圧電アクチュエーター：これらのアクチュエーターは、圧電効果を利用して、特定の材料の変形を通じて動きを生成します。次のような分野でアプリケーションを見つけます。
   • ナノポジション：スキャンプローブ顕微鏡と原子間力顕微鏡における超高度の動きを可能にします。
   • 光学とフォトニクス：微調整ミラー、レンズポジショニング、レーザービームステアリング。
   • 医療機器：精密投与、顕微手術、および低侵襲手順の促進。
5. ロータリーアクチュエーター さまざまなアプリケーションで重要な役割を果たし、多数のタスクの回転運動を提供します。ロータリーアクチュエータが一般的に採用される重要なアプリケーションを次に示します。
   • ロボット工学: ロータリーアクチュエーター 正確で制御された回転動きを可能にするために、ロボットシステムで広く使用されています。彼らはロボットジョイントに電力を供給し、汎用性と明確な動きを可能にします。これは、産業の自動化からヘルスケアの支援ロボット工学に至るまでのタスクに重要です。
   • 製造および産業の自動化：ロータリーアクチュエーターは、組立ライン、材料の取り扱い、機械加工操作などの製造プロセスにおけるアプリケーションを見つけます。これらは、ロボットツールまたはグリッパーの正確なポジショニング、回転インデックス、および作動を可能にします。
   • バルブとダンパー：ロータリーアクチュエーターは、バルブ制御システムに不可欠であり、産業プロセス、水処理プラント、およびHVACシステムでのバルブの開閉を促進します。彼らはまた、効率的な気流管理のために換気システムのダンパーの制御に役割を果たしています。
   • 自動車産業：ロータリーアクチュエーターは、スロットル制御、ステアリングメカニズム、転換可能な屋根、電子安定性制御など、さまざまな自動車システムで利用されます。彼らはスムーズで正確な動きを確保し、車両のパフォーマンスと安全性を高めます。
   • 航空宇宙と防御： ロータリーアクチュエーターは、飛行制御表面（エイレロン、エレベーター、ラダー）、着陸装置、ミサイルガイダンスシステムなど、航空宇宙用途の重要なコンポーネントです。これらの重要な機能を正確かつ信頼できる制御を提供します。
   • エンターテイメントとステージの機器：ロータリーアクチュエーターは、回転段階、自動照明システム、移動セットピースなど、エンターテインメント業界の機器によく見られます。これらの要素の動きをスムーズかつ正確に制御することにより、動的で魅惑的なパフォーマンスを可能にします。
   • 再生可能エネルギー：ロータリーアクチュエーターは、風力タービンやソーラー追跡システムなどの再生可能エネルギーシステムで採用されています。風力タービンのローターブレードの調整と配置を可能にし、最適な風力を獲得し、太陽エネルギー吸収のために太陽の動きを追跡します。
   • 医療機器：ロータリーアクチュエーターは、手術ロボット、診断イメージングシステム、補綴装置などの医療機器で役割を果たします。それらは、正確な手順、イメージングの調整、および支援機動性のために制御された回転ムーブメントを提供します。

4.選択方法

完璧なフィット感を見つける：

適切なアクチュエータの選択は、特定の要件に関連するさまざまな要素に依存します。考慮事項には、システムに必要な運動範囲（線形または回転）、必要な力、実行機構の全ストロークにわたって力が一致しているか、一方向にのみ一致しているか、速度の重要性、入力エネルギーの可用性が含まれます。

これらの問題は広範に見えるかもしれませんが、解決すべき重要な要素です。にある FIRGELLI電気リニアアクチュエータを専門に製造しており、回転アクチュエータもいくつか提供しています。アプリケーションに適したアクチュエータモデルを特定するためのツールを開発しました。一般的なプロセスには、次の手順があります。

ステップ1必要な運動タイプを評価するには：

アプリケーションには回転または線形運動が必要です。線形運動が必要な場合は、「線形アクチュエータセレクタ」ページに移動します。回転運動が必要な場合は、回転アクチュエータのページに移動してください

ステップ2：どれだけの力が必要かを見つける：

アクチュエータの主な目的は、動きや物体を持ち上げることです。特定の状況や用途では、オブジェクトの重量を決定することが重要です。アクチュエータの全ストロークで荷重分布が不均一になる可能性があることを覚えておいてください。

アクチュエータの負荷能力は、その最大重量を表します。異なるアクチュエータは似ているように見えるかもしれませんが、負荷能力が異なる可能性があります。そのため、アクチュエータを購入する前に、その容量が物体の重量に合っていることを確認する必要があります。

例えば、100ポンドの重量を持ち上げる必要があることを考えてみましょう。この場合、システムに安全マージンを内蔵することが重要であるため、100ポンドのフォースアクチュエータを購入することはお勧めしません。最大電力でアクチュエータを運転するのは理想的ではありません。常に最大速度で車を運転するように。この車はこのような持続的な高速運行のために設計されたものではない。

したがって、100ポンドのフォースが必要な場合は、セキュリティと最適なパフォーマンスを確保するために、150ポンドまたは200ポンドのフォースモデルを選択することをお勧めします。

ステップ3：必要な精度レベルを評価する：

電動リニアアクチュエータについては、フィードバックがあるものとないものの2種類があります。フィードバックされていないアクチュエータは、移動と移動だけで動作し、ストローク間に内蔵された自分の位置を決定する能力はありません。ストローク中に移動を停止する信号を与えない限り、移動は続行されます。

しかし、一部のアプリケーションでは、そのストローク中のアクチュエータの位置を理解する必要があります。これには、関係する力や変化にかかわらず、特定の位置に物を移動する必要がある、または複数のアクチュエータを正確に同じ速度と時間で同期させる必要があるなど、さまざまな理由があります。

後者の場合 フィードバックアクチュエータ 必要です。これらのタイプのアクチュエータには、コントローラにフィードバックを提供する内蔵センサ、例えばホールまたは光センサが含まれる。このフィードバックにより、コントローラはアクチュエータの位置を絶えず監視し、決定することができる。

これ FIRGELLI FCB-1コントローラ 最大4つのアクチュエータに同時に接続可能な装置で、4つのアクチュエータの位置信号をすべて読み出して同期制御を提供します。

アプリケーションに位置制御が必要ない場合は、フィードバックのないシンプルなアクチュエータで十分です。

ステップ4：エネルギー入力を考慮する：

アクチュエータの電気システムを検討している場合は、使用可能な電圧と電流消費量を決定する必要があります。しかし、油圧または空気圧システムを選択しても、それらを操作するために電力が必要です。ここで重要なのは、自動車やトラックなどのモバイルアプリケーションに12 VDC電源を供給することが一般的であることです。

 

5.インストール方法

アクチュエーターのインストールは、アクチュエーターの接続ポイントの位置など、いくつかの要因に依存します。線形アクチュエータをインストールしている場合は、生成される動きの種類を考慮する必要があります。たとえば、アクチュエータは線形ですが、その動きが厳密に線形になるという意味ではありません。トランクの蓋を開けるのと同様に、ヒンジ付きハッチを持ち上げて屋根裏部屋にアクセスするシナリオを考えてみましょう。この場合、アクチュエータは、ハッチまたはトランクの蓋を開くと角度で回転します。したがって、アクチュエータが操作中に自由に回転できるようにすることが重要です。これが、線形アクチュエーターに両端にクレビスを装備している理由です。これにより、クロスピンを使用してアクチュエータをアプリケーションに接続し、回転動きを可能にします。典型的な人が使用します アクチュエータブラケット アクチュエータの各端について、これらのブラケットはアクチュエータモデルと一致します。

6.汎用性

「自動化のトレンドの人気が高まっているため、顧客はアクチュエーターをアプリケーションに組み込むための手段を継続的に求めています。」

アクチュエーターは、幅広い汎用性のある機能を提供しており、多数のアプリケーションや産業に適しています。正確で制御された動きを生成する能力により、多様なシステムへの統合が可能になり、自動化と効率が向上します。

産業環境では、アクチュエーターはロボット工学、製造機器、および組立ラインの有用性を見つけます。合理化された生産プロセスに貢献して、オブジェクトの正確な位置決め、持ち上げ、プッシュ、または引っ張りを可能にします。アクチュエーターは、パワーウィンドウ、シート調整、自動ドアなどの自動車用途でも一般的に使用されており、ユーザーに利便性と快適さを提供します。

ヘルスケアの分野では、アクチュエーターが医療機器や機器で重要な役割を果たしています。それらは、手術ツール、調整可能なベッド、モビリティエイズの正確な動きを可能にし、患者のケアと快適さを高めます。アクチュエーターはまた、航空宇宙産業でアプリケーションを見つけます。そこでは、着陸装置の展開、翼のフラップ調整、衛星ポジショニングシステムなどのさまざまな機能を制御します。

さらに、アクチュエーターの汎用性はホームオートメーションにまで及び、そこでスマートホームシステム、電動家具、自動窓ブラインドで採用されています。これらのアクチュエーターは、住宅スペース内の利便性、エネルギー効率、および全体的な快適性を高めます。

アクチュエーターの適応性は、農業機械、換気システム、ソーラーパネル、さらには芸術的なインスタレーションでの使用によってさらに証明されています。彼らは、正確な制御、信頼性の高い運用、および持久力を提供し、多様な環境やアプリケーションで繁栄することができます。

汎用性と幅広い機能により、アクチュエーターはさまざまな産業に革命をもたらし、自動化を可能にし、機能を強化し、無数のアプリケーションで全体的なパフォーマンスを向上させ続けています。

 

 

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なぜ選ぶのかFIRGELLI 電気線形アクチュエーター？ 20年以上にわたって、 FIRGELLI  完全なターンキーソリューションで製品開発プロジェクトで顧客をサポートしています。