Hareketin temel taşı olarak görev yapan aktüatörler

  

1. Aktüatörün temelleri

Aktüatör, çeşitli cihaz ve makinelerde bulunan ve işlevi elektrik gücü, hidrolik basınç, pnömatik kuvvetler ve daha fazlası gibi farklı kaynaklardan gelen enerjiyi enerjiye dönüştürmek olan bir bileşen olarak tanımlanabilir. kontrol edilebilir mekanik hareket. Bir aktüatörün özel girdi gereksinimleri ve operasyonel özellikleri, dönüştürülecek enerjinin türüne ve aktüatörün kullanım amacına bağlıdır.

AKTÜATÖRLER NASIL ÇALIŞIR?

Elektrikli aktüatörler, istenen mekanik çıkışı üretmek için giriş olarak elektrik akımı veya voltajı kullanır. Hidrolik aktüatörler kuvvet ve hareket üretmek için sıkıştırılamaz akışkanlardan yararlanırken, pnömatik aktüatörler aynı sonucu elde etmek için basınçlı havaya güvenir. Spesifik enerji girdisi ne olursa olsun, nihai sonuç, enerjinin mekanik enerjiye dönüştürülmesiBu, fiziksel hareket veya mekanik görevlerin yerine getirilmesi olarak kendini gösterir.

Yapay zeka ve makine öğrenimi gibi kavramlarla aynı düzeyde günlük medya ilgisini çekmese de, aktüatörler modern dünyada çok önemli bir rol oynamaktadırşimdiye kadar icat edilen diğer cihazların çoğuna benzemeyen bir özellik. Robotik kolları kontrol eden mekatronik sistemlerden otomotiv sistemlerindeki motor parametrelerinin hassas yönetimine kadar çok sayıda endüstriyel uygulamada vazgeçilmez bileşenler olarak hizmet ederler. Aktüatörler, çeşitli makine ve ekipmanların verimli ve etkili çalışmasına önemli ölçüde katkıda bulunur ve bugün bunlardan milyarlarcası mevcuttur.

Özetle, bir aktüatör, enerji kaynakları ile mekanik çıktı arasında hayati bir bağlantıyı temsil eder ve çeşitli enerji türlerini kontrollü fiziksel harekete dönüştürür. Güvenilir ve hassas işleyişi, günümüzün endüstriyel ortamında vazgeçilmez konumunun altını çizerek çok sayıda teknolojik gelişmenin pratik olarak gerçekleştirilmesine olanak tanır.

"Aktüatörler medyada yapay zeka ve makine öğrenimi gibi manşetlere çıkmayabilir, ancak modern dünyamızda şimdiye kadar yaratılmış hiçbir cihazla eşi benzeri olmayan tamamlayıcı bir rol oynuyorlar."

 

2. Farklı türler

ELEKTRİKLİ LİNEER AKTÜATÖRLER

İlk olarak elektrikli lineer aktüatörlerimiz var. Bunları aktüatör ailesinin iş gücü olarak düşünün. Doğrusal hareket üretmek üzere tasarlanmışlardır, yani düz bir çizgide iterler veya çekerler. Hassas ve kontrollü hareket sağlayan, uzayan veya geri çekilen motorlu bir çubuğu düşünün. Elektrikli lineer aktüatörler, robotik ve otomasyondan ayarlanabilir mobilyalara ve hatta tıbbi ekipmanlara kadar çeşitli alanlarda uygulama alanı bulur.

DÖNER AKTÜATÖRLER

Daha sonra elimizdedöner aktüatörler, veya DC Dişli Motorları, bazen çağrıldıkları gibi. Bunlar elektrikli lineer aktüatörlerin kardeşleridir, ancak doğrusal hareket yerine dönerler veya dönerler. Bir makinenin dönen kalbi gibidirler ve bileşenleri hareket ettirmek için dönme kuvveti sağlarlar. Döner aktüatörleri endüstriyel makineler, vanalar, robot teknolojisi ve hatta ön cam silecek motorları gibi şeylerde bulacaksınız, dolayısıyla bunların da çok çeşitli boyutlara sahip olduğunu hayal edebilirsiniz. DC Dişli motorlar tüm Lineer Aktüatörlerde bulunur; bir kurşun vida ekleyene ve bazı elektronik limit anahtarlamalar bir Lineer Aktüatöre dönüşene kadar mümkün değildir. Elektrikli dişli motoru, bir Motordan dönme hareketini yaratan şeydir ve dişliler, günlük uygulamalar için daha kullanışlı bir dönme hareketi sağlamak üzere hızı yavaşlatmak ancak torku artırmak için kullanılır. Bir DC dişli motorunu özetlemek gerekirse, dönme hareketini kullanılabilir hale getirir. Elektrik motoru tek başına pek kullanışlı değildir, çok hızlıdırlar ve fazla torka sahip değildirler. Kullanışlı bir hareket kontrol cihazı oluşturmak amacıyla motorları yavaşlatmak ve torku artırmak için motorlara dişli kutusu eklenir.

PİEZO AKTÜATÖRLER

Şimdi konuşalım piezo aktüatörler. Onlar, aktüatör dünyasının piezoelektrik malzemeleri kullanan teknolojik sihirbazlarıdır. Bir elektrik alanı uygulandığında bu malzemeler şekil değiştirerek son derece hassas bir hareket sağlar. Piezo aktüatörler olağanüstü doğrulukları, tepki verme hızları ve zorlu ortamlarda çalışabilme yetenekleriyle bilinir. Genellikle nanoteknoloji, mikroskopi gibi alanlarda ve hatta ileri teknoloji ses cihazlarında kullanılırlar. Piezo aktüatörlerin dezavantajı, stroklarının mikron düzeyinde olmasıdır, aslında 10 mm'den daha fazla stroka sahip bir Piezo aktüatör görme olasılığınız yoktur.

HİDROLİK VE PNÖMATİK AKTÜATÖRLER

İlerledikçe karşılaşıyoruz hidrolik ve pnömatik aktüatörler. Farklı prensiplerle çalışırlar ancak her ikisi de hareket oluşturmak için akışkan gücünü kullanır. Hidrolik aktüatörler sıkıştırılamaz sıvılar kullanırken, pnömatik aktüatörler basınçlı hava kullanır. Bu aktüatörler, onları ağır iş uygulamaları için ideal kılan muazzam kuvvet kapasiteleriyle bilinir. Hidrolik aktüatörleri inşaat makinelerinde, endüstriyel preslerde ve hatta uçak iniş takımlarında bile bulabilirsiniz. Pnömatik aktüatörler ise otomasyon sistemlerinde, havayla çalışan aletlerde ve hatta vanaların veya geçitlerin kontrolünde yaygın olarak bulunur.

Son olarak elimizde parça aktüatörleri Ayrıca şöyle bilinir kaydırıcı aktüatörler. Bir ray veya ray boyunca doğrusal hareket etme kapasitesine sahip, doğrusal aktüatör ailesinin çok yönlü sanatçıları gibidirler. Hassas konumlandırma veya ayarlamalara olanak tanıyan, ileri geri hareket eden bir kaydırıcıyı hayal edin. Palet aktüatörleri, robotik, film çekimi için kamera kaydırıcıları gibi çeşitli uygulamalarda ve hatta bir hat boyunca doğru hareketin gerekli olduğu tıbbi cihazlarda kullanım alanı bulur.

3. Başvurular

Aktüatörler, günlük hayatımızda karşılaştığımız çeşitli cihaz ve sistemlere hareket ve otomasyon kazandırmada çok önemli bir rol oynamaktadır.. Bu cihazlar, makinelerin "kasları" gibi davranarak, çok çeşitli görevleri gerçekleştirmek için enerjiyi mekanik harekete dönüştürür. Basit açma-kapama anahtarlarından karmaşık robotik sistemlere kadar aktüatörler, gelişmiş işlevsellik, rahatlık ve verimlilik sunarak çok sayıda alanda uygulama alanı bulmaktadır.

Aktüatörler, her biri belirli gereksinimleri ve görevleri karşılamak üzere tasarlanmış çeşitli biçimlerde mevcuttur. Farklı aktüatör türlerinden bazılarını ve bunların üstün olduğu bazı tipik uygulamaları inceleyelim:

1. Elektrikli Lineer Aktüatörler: Bu aktüatörler hassas doğrusal hareket kontrolü için yaygın olarak kullanılmaktadır. Aşağıdaki gibi uygulamalarda bulunurlar:
   • Ev otomasyonu: Motorlu pencere düzenlemelerine, ayarlanabilir mobilyalara ve otomatik kapı kilitlerine güç verilmesi.
   • Sağlık Hizmetleri: Ayarlanabilir yatakların, hasta asansörlerinin ve tıbbi ekipmanın konumlandırılmasının etkinleştirilmesi.
   • Endüstriyel otomasyon: Konveyör sistemlerinin, robotik kolların ve malzeme taşıma mekanizmalarının kontrol edilmesi.
2. Hidrolik Aktüatörler: Bu aktüatörler, kuvvet ve hareket oluşturmak için genellikle yağ veya su gibi basınçlı sıvıların gücünden yararlanır. Genellikle aşağıdaki gibi uygulamalarda bulunurlar:
   • Havacılık: Kanatçıklar, asansörler ve iniş takımları gibi uçuş kontrol yüzeylerine güç sağlamak.
   • Ağır makineler: Ekskavatörlerin, yükleyicilerin ve hidrolik preslerin çalıştırılması.
   • Otomotiv: Fren sistemlerinin, hidrolik direksiyonun ve açılabilir tavanların kontrol edilmesi.
3. Pnömatik Aktüatörler: Bu aktüatörler, mekanik hareket oluşturmak için basınçlı hava veya gaz kullanır. Aşağıdaki gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar:
   • Robotik: Kavrama mekanizmalarının, robotik kolların ve otomatik montaj hatlarının etkinleştirilmesi.
   • HVAC sistemleri: Etkin iklim kontrolü için damperlerin, vanaların ve hava kompresörlerinin kontrol edilmesi.
   • Tıbbi cihazlar: Kolaylaştırılan protez uzuvlar, pnömatik pompalar ve cerrahi aletler.
4. Piezoelektrik Aktüatörler: Bu aktüatörler, belirli malzemelerin deformasyonu yoluyla hareket oluşturmak için piezoelektrik etkiyi kullanır. Aşağıdaki gibi alanlarda uygulama bulurlar:
   • Nano konumlandırma: Taramalı prob mikroskoplarında ve atomik kuvvet mikroskoplarında ultra hassas hareketlerin etkinleştirilmesi.
   • Optik ve fotonik: İnce ayarlı aynalar, mercek konumlandırma ve lazer ışını yönlendirme.
   • Tıbbi cihazlar: Hassas dozajlamayı, mikrocerrahiyi ve minimal invaziv prosedürleri kolaylaştırır.
5. Döner aktüatörler Çok sayıda görev için dönme hareketi sağlayarak çeşitli uygulamalarda önemli bir rol oynar. Döner aktüatörlerin yaygın olarak kullanıldığı bazı önemli uygulamalar şunlardır:
   • Robotik: Döner aktüatörler Hassas ve kontrollü dönme hareketi sağlamak için robotik sistemlerde yaygın olarak kullanılır. Endüstriyel otomasyondan sağlık hizmetlerinde yardımcı robotlara kadar çeşitli görevler için çok önemli olan çok yönlü ve mafsallı harekete olanak tanıyan robot bağlantılarına güç veriyorlar.
   • Üretim ve Endüstriyel Otomasyon: Döner aktüatörler montaj hatları, malzeme taşıma ve işleme operasyonları gibi üretim süreçlerinde uygulama alanı bulur. Robotik aletlerin veya tutucuların hassas konumlandırılmasını, döner indekslenmesini ve çalıştırılmasını sağlarlar.
   • Vanalar ve Damperler: Döner aktüatörler, vana kontrol sistemlerinin ayrılmaz bir parçasıdır ve endüstriyel proseslerde, su arıtma tesislerinde ve HVAC sistemlerinde vanaların açılıp kapanmasını kolaylaştırır. Ayrıca verimli hava akışı yönetimi için havalandırma sistemlerindeki damperlerin kontrol edilmesinde de rol oynarlar.
   • Otomotiv endüstrisi: Döner aktüatörler, gaz kelebeği kontrolü, direksiyon mekanizmaları, açılır tavanlar ve elektronik stabilite kontrolü dahil olmak üzere çeşitli otomotiv sistemlerinde kullanılmaktadır. Düzgün ve doğru hareket sağlayarak araç performansını ve güvenliğini artırırlar.
   • Havacılık ve Savunma: Döner aktüatörler, uçuş kontrol yüzeyleri (kanatçıklar, asansörler, dümenler), iniş takımları ve füze yönlendirme sistemleri gibi havacılık uygulamalarında önemli bileşenlerdir. Bu kritik fonksiyonların hassas ve güvenilir kontrolünü sağlarlar.
   • Eğlence ve Sahne Ekipmanları: Döner aktüatörler, dönen sahneler, otomatik aydınlatma sistemleri ve hareketli set parçaları gibi eğlence endüstrisi ekipmanlarında yaygın olarak bulunur. Bu elemanların hareketini sorunsuz ve hassas bir şekilde kontrol ederek dinamik ve büyüleyici performanslara olanak tanırlar.
   • Yenilenebilir enerji: Döner aktüatörler rüzgar türbinleri ve güneş takip sistemleri gibi yenilenebilir enerji sistemlerinde kullanılmaktadır. Optimum rüzgar yakalama için rüzgar türbinlerindeki rotor kanatlarının ayarlanmasına ve konumlandırılmasına olanak tanır ve maksimum güneş enerjisi emilimi için güneşin hareketini takip eder.
   • Tıbbi cihazlar: Döner aktüatörler, cerrahi robotlar, teşhis görüntüleme sistemleri ve protez cihazları dahil olmak üzere tıbbi ekipmanlarda rol oynar. Hassas prosedürler, görüntüleme ayarları ve yardımcı hareketlilik için kontrollü dönme hareketi sağlarlar.

4. Nasıl seçilir

Mükemmel Uyumu Bulmak:

Doğru çalıştırıcının seçilmesi, belirli gereksinimlerinizle ilgili çeşitli etkenlere bağlıdır. Dikkat edilmesi gereken noktalar, sisteminizde (doğrusal ya da döner) gerekli olan hareket kapsamı, gerekli güç, kuvvet, çalıştırıcının darbesi boyunca mı, yoksa yalnızca tek bir yönde mi, hızın önemi ve giriş enerjisinin kullanılabilirliği ile tutarlı olup olmayacağına ilişkin bilgileri içerir.

Bu sorular geniş görünebilir, ancak ele alınması gereken önemli etkenlerdir. Saat FIRGELLIBiz, Electric Linear Acturators 'ta uzmanlaşıyoruz ve bazı Rotary Actuators sunarız. Uygulamanıza uygun acturator modelini belirlemede size yardımcı olacak araçlar geliştirdik. Tipik işlem aşağıdaki adımları içerir:

Adım 1.Gereken hareket tipini değerlendirin:

Uygulamanızın döner ya da doğrusal hareketlere gereksinimi var mı?  Doğrusal hareketlere gereksinim duyması durumunda, Linear Actuator seçici sayfamıza kadar gozlemektedir. Eğer Rotary hareketine ihtiyaç duyarsan, o zaman bizim aktüatörler sayfamıza git.

2. Adım: Ne kadar güç gerekeceğini öğrenin:

Bir çalıştırıcının birincil amacı hareket oluşturmasıdır ya da bir nesneyi kaldırıyor. Belirli bir durum ya da uygulamanız içinde, nesnenin ağırlığını belirlemek çok önemlidir. Yük dağılımının, çalıştırıcının seyahat boyunca üniforma giyemeyebileceğini unutmayın.

Bir çalıştırıcının yükleme kapasitesi, kaldırabileceği en yüksek ağırlığı belirtir. Farklı çalıştırıcılar benzer görünse de, bunların yük kapasiteleri farklı olabilir. Bu nedenle, bir çalıştırıcı satın almadan önce, kapasitesinin, nesnenin ağırlığına uygun olduğundan emin olmak şart.

Örneğin, 100 kg ağırlığında bir ağırlığı taşımanız gerektiğini göz önünde bulundurun. Bu durumda, 100 lbs otomatik çalıştırıcı satın almayı önermiyorduk, çünkü sisteme bir güvenlik marjının inşa edilmesinde önemlidir. Maksimum güç seviyesinde bir çalıştırıcı çalıştırmak ideal değil, aynı arabayı maksimum süratinde kullanmak gibi. Araba, bu sürekli yüksek hızlı işlem için tasarlanmamış.

Bu nedenle, 100 kg (100 lb) güç gerekiyorsa, güvenlik ve en iyi performansı sağlamak için 150 lbs ya da 200 lbs güç modeli seçmeyi önerebiliriz.

Adım 3: Gereken duyarlık düzeyini değerlendir:

Bu elektrikli lineer aktivatörler söz konusu olduğunda, öncelikle iki ana tip vardır: geri bildirim olanlar ve onsuz olanlar. Geri bildirimsiz bir actuator, kendi pozisyonunu darbeler arasında olduğunda, herhangi bir yerleşik yetenek olmadan, yalnızca içeri ve dışarı doğru hareket ederek çalışır. Felç sırasında hareketini durdurmak için bir sinyal vermezseniz, hareket etmeye devam edecektir.

Ancak bazı uygulamalar, felç sırasında aktüratörün pozisyonu hakkında bilgi gerektirmektedir. Bunun çeşitli nedenleri olabilir; örneğin, bir şeyi belirli bir konuma taşıma ya da birden çok çalıştırıcının aynı hızda ve zamanlamayla çalışması için, ilgili güç ya da değişikliklerden bağımsız olarak aynı hızda ve zamanlamayla uyumlulaştırılması gerekebilir.

İkinci durumda, geri bildirim çalıştırıcısı gereklidir. Bu tip çalıştırıcılar, bir denetleyiciye geri bildirim sağlayan, Hall ya da optik algılayıcılar gibi yerleşik sensörleri de içerir. Bu geribildirim, denetleyicinin çalıştırıcının konumunu sürekli olarak izlemesine ve belirlemesine olanak sağlar.

Sunucu FIRGELLI FCB-1 denetleyicisi aynı anda en fazla dört çalıştırıcı ile bağlanabilen bir cihazdır. pozisyon sinyallerini dört ' den itibaren senkronize kontrol sağlamak için okuyabilirsiniz.

Uygulamanız için konumsal denetim gerekli değilse, geribildirimsiz basit bir actuator yeterli olacaktır.

4. Adım: Enerji girişini göz önünde bulundurun:

Çalıştırıcınız için bir elektrik sistemi düşünüyorsanız, kullanılabilir voltaj ve akım çekini belirlemek için gerekli olan bir elektrik sistemi gerekir. Ancak, hidrolik ya da pnömatik sistemleri tercih etseniz bile, yine de onları işletmek için elektrik gerekecek. Buradaki kilit nokta, araba ya da kamyon gibi mobil uygulamalar için, kullanılabilir bir 12VDC güç kaynağına sahip olması yaygın bir durum.

 

5. Kuruluş için

Bir aktüatörün takılması, aktüatör üzerindeki bağlantı noktalarının konumu gibi çeşitli faktörlere bağlı olacaktır. Doğrusal bir aktüatör kuruyorsanız üreteceği hareket türünü göz önünde bulundurmalısınız. Örneğin, aktüatörün doğrusal olmasına rağmen bu, hareketinin tam olarak doğrusal olacağı anlamına gelmez. Tavan arasına erişmek için bagaj kapağını açmaya benzer şekilde menteşeli bir kapağı kaldırdığınız bir senaryoyu düşünelim. Bu durumda aktüatör, kapağı veya bagaj kapağını açarken belirli bir açıyla dönecektir. Bu nedenle, aktüatörün çalışma sırasında serbestçe dönmesine izin vermek çok önemlidir. Bu nedenle lineer aktüatörler, aktüatörü uygulamaya bağlamak için çapraz pim kullanımına olanak tanıyan ve dönme hareketine izin veren her iki uçta çatallarla donatılmıştır. Tipik olarak insanlar bir Aktüatör braketi Bir aktüatörün her bir ucu için bu braketler kullanılan aktüatör modeliyle eşleştirilir.

6. Çok yönlülük

"Otomasyon trendlerinin popülaritesinin artmasıyla birlikte müşteriler sürekli olarak aktüatörleri uygulamalarına dahil etmenin yollarını arıyor."

Aktüatörler çok çeşitli çok yönlü özellikler sunarak onları çok sayıda uygulama ve endüstriye uygun hale getirir. Hassas ve kontrollü hareket üretme yetenekleri, çeşitli sistemlere entegrasyonlarını sağlayarak otomasyonu ve verimliliği artırır.

Endüstriyel ortamlarda aktüatörler robotikte, üretim ekipmanlarında ve montaj hatlarında kullanım alanı bulur. Nesnelerin hassas şekilde konumlandırılmasını, kaldırılmasını, itilmesini veya çekilmesini sağlayarak üretim süreçlerinin kolaylaştırılmasına katkıda bulunurlar. Aktüatörler ayrıca elektrikli camlar, koltuk ayarları ve otomatik kapılar gibi otomotiv uygulamalarında da yaygın olarak kullanılmakta ve kullanıcılara kolaylık ve konfor sağlamaktadır.

Sağlık alanında aktüatörler tıbbi cihaz ve ekipmanlarda hayati bir rol oynamaktadır. Cerrahi aletlerin, ayarlanabilir yatakların ve hareket yardımcılarının hassas hareketini sağlayarak hasta bakımını ve konforunu artırır. Aktüatörler aynı zamanda iniş takımlarının açılması, kanat kanadı ayarları ve uydu konumlandırma sistemleri gibi çeşitli fonksiyonları kontrol ettikleri havacılık endüstrisinde de uygulama alanı bulmaktadır.

Dahası, aktüatörlerin çok yönlülüğü, akıllı ev sistemlerinde, motorlu mobilyalarda ve otomatik pencere panjurlarında kullanıldıkları ev otomasyonuna kadar uzanıyor. Bu aktüatörler yerleşim alanlarında rahatlığı, enerji verimliliğini ve genel konforu artırır.

Aktüatörlerin uyarlanabilirliği, bunların tarım makinelerinde, havalandırma sistemlerinde, güneş panellerinde ve hatta sanatsal kurulumlarda kullanılmasıyla da kanıtlanmaktadır. Hassas kontrol, güvenilir çalışma ve dayanıklılık sunarak farklı ortamlarda ve uygulamalarda başarılı olmalarını sağlarlar.

Çok yönlülüğü ve geniş kapsamlı yetenekleriyle aktüatörler, sayısız uygulamada otomasyonu mümkün kılarak, işlevselliği geliştirerek ve genel performansı geliştirerek çeşitli endüstrilerde devrim yaratmaya devam ediyor.

 

 

• Endüstri: Endüstriyel ve tarımsal araçlar, otomatik ekipmanlar, intralojistik taşıma ekipmanları, pencere açma ve havalandırma sistemleri...
• Tıbbi: yataklar, masalar, tıbbi sandalyeler ve arabalar, hasta taşıma liftleri, hareket yardımcıları...
• Ev mobilyası: koltuklar, yatar koltuklar, mutfak mobilyaları, çalışma masaları...
• Profesyonel mobilyalar: oturma-ayakta çalışma masaları, iş istasyonları, laboratuvar tezgahları, kontrol istasyonları, teşhir üniteleri...

 

Neden seçtinFIRGELLI elektrikli lineer aktüatörler? 20 yılı aşkın süredir, FIRGELLI  komple anahtar teslim çözümlerle müşterilerine ürün geliştirme projelerinde destek vermektedir.