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Grundlagen der Aktuatoren: Fünf verschiedene Technologien in einem Paket integriert

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antriebskraftquelle, Mittel zur Übertragung, Lagerung oder Führung, Rahmen oder Stützkonstruktion, Positionsrückmeldung (in den meisten Fällen).

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Ein weiterer Bereich der Mechatronik, der sehr verwirrend ist, ist der Bereich der Aktuatoren. Das Problem besteht darin, dass Sie Aktoren kaufen können, die aus mehreren Komponenten bestehen, oder Sie können die Komponenten kaufen, und sie werden alle Aktoren genannt. Dies ist traditionell ein mehrdeutiger Bereich der Mechatronik, und ich werde versuchen, eine kleine Definition hinzuzufügen, um die Dinge etwas zu verdeutlichen.

Eine Aktuatorbaugruppe besteht aus 5 verschiedenen Technologien, die in ein Paket integriert sind. Diese 5 sind: Antriebskraftquelle, Übertragungsmittel, Lager oder Führung, Rahmen oder Tragstruktur, Positionsrückmeldung (in den meisten Fällen).

Eine Aktuatorbaugruppe kann also viele Komponenten haben. Jede einzelne muss im Hinblick auf ihren Beitrag zum Gesamtergebnis verstanden werden. Bei Aktuator-Baugruppen wurde das Integrationsengineering jedoch vom Lieferanten durchgeführt, so dass Sie das nicht tun müssen. Meistens ist dies die kosteneffektivste und bequemste Art und Weise, mit den Anforderungen einer bestimmten Anwendung umzugehen.

Aber oft ist die vorgefertigte Lösung mit einigen Kompromissen verbunden. Das ist völlig fair, da die von einem Anbieter angebotene Lösung für eine Reihe von unterschiedlichen Anforderungen geeignet sein muss. Wenn eine Lösung von der Stange passt oder Sie sie passend machen können, dann sind Sie "startklar".

Wenn Sie jedoch Schwierigkeiten haben, eine Lösung "von der Stange" zu finden, kann es eine gewaltige Aufgabe sein, sich in den vorhandenen technologischen Lösungen zurechtzufinden. Die Aktuatortechnologie ist ein hervorragendes Beispiel für die Schnittmenge vieler verschiedener Technologien, die in der Mechatronik charakteristisch und herausfordernd ist.

Die Antriebskraft kann aus Elektromotoren, Luft- und Hydraulikmotoren oder Luft- und Hydraulikzylindern bestehen.

Die Übertragungsmittel in den Motorgehäusen erfordern eine mechanische Umwandlung von Dreh- in Linearbewegung, entweder Riemen und Riemenscheibe, Gewindespindel und Mutter oder Zahnstange und Ritzel. Zylinderaktuatoren erfordern keine Umwandlung, können aber nicht wie die Drehsysteme mechanische Vorteile nutzen, da die benötigte Kraft mit der Größe des Zylinders zunimmt.

Lager sind für sich genommen ein großes Thema, aber in den Aktuatoren sind Linearlager normalerweise geschliffene Stangen mit Kugelkäfigen oder Vierkant-Kreuzrollentypen.

Der Rahmen oder die Tragkonstruktion ist alles, was für die Montage der Teile zusammen benötigt wird. Leitspindelsysteme sind ziemlich einfach, da sie keine besonderen Belastungskomponenten darstellen, sondern nur eine passive Gewichtsbelastung. Riemen und Riemenscheiben müssen gespannt werden, und das Tragsystem muss in der Lage sein, die Spannlast ohne Durchbiegung aufzunehmen.

Die Anforderungen an das Feedback sind ein weiteres breites Thema, da das Feedback-Gerät eine Schnittstelle zu einem Controller haben muss. Normalerweise liegt der Schwerpunkt der Rückmeldung auf der Genauigkeit, aber manchmal kann eine zu hohe Genauigkeit Probleme verursachen. Der andere wichtige Gesichtspunkt ist die Betriebsumgebung. Hohe Temperaturen oder raue Atmosphären schränken ein, welche technologischen Lösungen angemessen sind.