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Was ist eine lineare Bewegungssteuerung?

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Faktoren und Beispielgeräte.

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Die Maschinenautomatisierung ist ein sehr wichtiger Teil der industriellen Automatisierung. Die Maschinenautomatisierung befasst sich mit Prozessen, die reale Produktionstätigkeiten in einer schnellen und genauen Zeit bedeuten; wie Flaschenabfüllmaschinen, Verpackungsmaschinen, Etikettiermaschinen usw. Die Prozesse, die sich mit der tatsächlichen Zählbarkeit von Produkten befassen, werden als Maschinenautomatisierungsprozesse bezeichnet.

Die Bewegungssteuerung ist daher ein wichtiger Teil der Maschinenautomatisierung, denn wenn man die Bewegung steuert, steuert man direkt und kontinuierlich die Bewegung der mechanischen Teile. Die Kontrolle der mechanischen Teile führt zu einer genauen Produktion der gewünschten Ergebnisse. Die Bewegungssteuerung wird im Wesentlichen in zwei Kategorien unterteilt: linear und rotierend.

Was ist lineare Bewegung?

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der linearen Bewegung um eine Aktivität, bei der sich ein mechanisches Teil in einer geraden Linie bewegt. Betrachten Sie zum Beispiel eine Schneidemaschine. Angenommen, Sie haben Schokoladenkuchen in Ihrer Fabrik. In einer Produktionslinie wollen Sie die Torten regelmäßig schneiden, um kleinere Stücke herzustellen. Eine Schneidemaschine wird kontinuierlich so gesteuert, dass sie in vertikaler Richtung schneidet. Dies ist eine lineare Bewegung.

Weitere beliebte Anwendungen sind Linearmotoren, Führungen, Lager und Aktuatoren. Werfen wir einen Blick auf die verschiedenen Arten von Produkten, die in der linearen Bewegung verwendet werden, damit Sie das Konzept besser verstehen.

Geräte für lineare Bewegung

Ein Aktuator ist ein pneumatisch betriebenes Gerät, das, wenn es mit Strom versorgt wird, die Luftzufuhr nutzt, um sich selbst zu bewegen und die Aufgabe zu erfüllen. Wenn der Strom abgeschaltet wird, unterbricht es die Luftzufuhr und zieht sich selbst in seine ursprüngliche Position zurück. Dies ist die grundlegendste Definition eines Aktuators.

Linearer Aktuator

Ein linearer Aktuator bewegt sich, wie der Name schon sagt, in einer geraden Linie und führt die gewünschte Tätigkeit aus, wenn er ausgelöst wird. Bei der Bewegung in einer geraden Linie ist die X-Y-Achse zu berücksichtigen. Der Aktuator kann sich entweder in X- oder in Y-Richtung bewegen. Bei der Konstruktion und Verwendung eines Linearaktuators muss dieser Faktor also berücksichtigt werden. Abgesehen von diesen beiden Faktoren gibt es auch eine Z-Richtung in einem Linearantrieb.

Bei der Programmierung eines Linearaktuators muss man wissen, ob er in eine einzige Richtung oder in mehrere Richtungen gleichzeitig bewegt werden muss. Dies ist wichtig, um die mechanische Robustheit, Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Aktuators zu bestimmen. Linearaktuatoren bewegen sich meist auf einem Schlitten oder einer Schiene. Auch dies muss also je nach Anwendung berücksichtigt werden.

Kugelgewindeaktuatoren

Kugelgewindetriebe arbeiten mit mechanischen Spindeln über Kugelumlauflager. Die Spindel bewegt sich kontinuierlich im Kreislauf, wodurch sie sich schnell und effizient in einer geraden Richtung drehen kann.

Die gesamte Baugruppe bewegt sich auf einer Gewindewelle und wandelt die Drehbewegung in eine lineare Bewegung um. Sie bieten ein hohes Drehmoment und arbeiten mit geringer Reibung. Dies reduziert die Stillstandszeiten und führt zu einer geringeren Wärmeabgabe bei der Bewegung.

Stellantriebe mit Riemenantrieb

Stellantriebe mit Riemenantrieb sind eine weitere Innovation in der linearen Bewegungstechnik. Sie funktionieren wie ein Förderbandsystem über einen Zahnriemen, der zwischen zwei kreisförmigen Riemenscheiben läuft.

Wenn Sie ein Förderband sehen, wie es sich linear zwischen zwei Positionen bewegt, funktioniert diese Technologie bei einem Riemenantrieb genauso. Der Riemenantrieb ist in einem Aluminiumgehäuse untergebracht, auf dem der lasttragende Wagen auf Schienen läuft.

Faktoren, die bei der linearen Bewegung zu berücksichtigen sind - Einige der wichtigsten Faktoren werden im Folgenden erläutert.

Kraft

Wie bereits erwähnt, kann sich eine lineare Bewegung entweder in einer einzigen Achse oder in mehreren Achsen bewegen. Das Objekt kann entweder eine Last tragen oder sich frei bewegen, um eine andere Aufgabe auszuführen.

In jedem Fall ist die Kraft ein sehr wichtiger Faktor bei der Auswahl des richtigen Geräts. Je nachdem, wie schwer die Last ist (falls vorhanden) oder wie schnell sie das Ziel erreichen soll, spielt die Kraft eine sehr wichtige Rolle. Die Kraft kann auch dabei helfen, zu bestimmen, wie viel Reibung das Gerät bei der Ausführung dieser Aufgabe erfahren muss.

Geschwindigkeit

Die Zeit spielt bei der Maschinenautomatisierung eine sehr wichtige Rolle. Wenn man etwas produziert, ist die Maschine nutzlos, wenn die Produktionsrate langsamer ist. Die Geschwindigkeit in Verbindung mit der Kraft gibt also an, wie viel Leistung das Gerät benötigt, um zu arbeiten. Wenn das Gerät zwar eine große Menge an Gewicht bewältigen kann, aber im Gegenzug langsam arbeitet, wird es die Produktionsaktivitäten ernsthaft behindern.

Wenn es um die Geschwindigkeit geht, müssen auch zwei Zeiten berücksichtigt werden - die Beschleunigungszeit und die Verzögerungszeit. Wenn eine schnelle Abbremsung erforderlich ist, muss das Gerät in der Lage sein, schnell und ohne Ruck oder Reibungsverluste herunterzufahren. Das Gleiche gilt für die Beschleunigungszeit.

Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass das Gerät bei keiner der eingestellten Zeiten eine Fehlfunktion aufweist (obwohl jede Maschine ihre Begrenzung in der eingestellten Zeit hat, muss sie zumindest in ihrem vorgegebenen Bereich einwandfrei funktionieren)

Hublänge

Wenn Sie mit Linearaktuatoren arbeiten, müssen Sie wissen, wie weit sie verfahren können. Für jede Art von Linearantrieb gibt es eine Reihe von Hublängen. Je größer die Hublänge ist, desto mehr Spielraum haben Sie mit der Maschine.

Das liegt daran, dass Sie das Endprodukt besser erreichen und die Maschine in einiger Entfernung aufstellen können, so dass Sie mehr Platz haben, um etwas anderes zu platzieren.

Arbeitszyklus

Wenn Sie eine lineare Bewegungsvorrichtung ständig ein- und ausschalten, hat auch sie eine gewisse Lebensdauer und Robustheit. Die Einschaltdauer bestimmt, wie oft Sie die Maschine täglich oder jährlich ohne Schluckauf betätigen können. Im Grunde ist dies die Betriebshäufigkeit einer Maschine.