Eski nesil mühendisler, makine tasarımının kataloglanmış elektromekanik aktüatörlere dayanması gereken günleri hatırlayacaklar. Standarttan farklı varyasyonlar nadir olmasının yanı sıra pahalıydı. 40 yıl kadar ileri gidildiğinde modern deneyim bir nebze farklıdır. Günümüzün makine tasarımcıları, sadece yüksek yapılandırılabilirlik ve uyarlanabilirliğe sahip ürünler istemiyor aynı zamanda bunları bekliyorlar.
Eski nesil mühendisler, makine tasarımının kataloglanmış elektromekanik aktüatörlere dayanması gereken günleri hatırlayacaklar. Standarttan farklı varyasyonlar nadir olmasının yanı sıra pahalıydı. 40 yıl kadar ileri gidildiğinde modern deneyim bir nebze farklıdır. Günümüzün makine tasarımcıları, sadece yüksek yapılandırılabilirlik ve uyarlanabilirliğe sahip ürünler istemiyor aynı zamanda bunları bekliyorlar. Bu düşünceyle, birçok önde gelen hareket teknolojisi tedarikçisi, makine tasarımcılarına özel olarak ürün portföylerini geliştirmiştir. Aşağıda, günümüzün makinelerinde kullanılmak üzere elektromekanik hareket ürünlerinin seçimine yardımcı olacak bazı temel faktörler açıklanmaktadır.
Strok kapasitesi
Sorulması gereken temel soru şudur: Aktüatör standart olarak çeşitli strok uzunlukları sunuyor mu? Bir bilyalı vida veya aktarma vidası kullanan bir ürün, genellikle uygulanabilirlik açısından maksimum iki metreye kadar strok uzunlukları ile sınırlıdır. Dört metreye kadar stroklar sunan bazı aktüatörler vardır ancak bu uzunluklarda, vidanın “yalpalanması” nedeniyle hızı genellikle sınırlıdır ve dolayısıyla bir strokta belirli bir hıza ulaşan ürün, genellikle daha uzun strok uzunluğunda bu hızı elde edemez. Bununla birlikte strok uzunluğuna bakılmaksızın benzer bir performans seviyesi sağlayan kayışlı aktüatörler ile çok uzun strok uzunlukları elde edilebilir ancak vida tahrikli bir ürünün hassasiyetine sahip değillerdir. Diğer bir seçenek ise strok artışları ile son derecede iyi ölçeklenebilen performans seviyeleri sağlayan lineer motorlu aktüatörlerdir. Ayrıca lineer motorlar, daha uzun stroklarda hız sınırlaması göstermezler ve tüm strok süresince aynı yinelenebilirliği sunarlar.
Ölçeklenebilirlik
Ölçeklenebilirlik ile ilgili olarak makine yapımcıları, aktüatörün çok sayıda farklı çerçeve ölçüsü veya genişliğinde kullanılabilir olup olmadığını belirlemelidir. Seçebileceğiniz bir ürün ailesi olması, projenin maliyet açısından optimize edilmesini sağlar. Ayrıca çok-eksenli uygulamaların çoğu, her eksen için farklı yükleme talep etmektedir. Aynı üründe birden fazla aktarma organı seçeneğine sahip olmak çoğu zaman göz ardı edilir ancak belli bir üründe vidalı veya kayışlı tahrik seçeneklerinin kullanılabilmesi, bir makine tasarımcısı için son derece faydalı olabilir. Aynı biçim faktöründe, tasarımcılar, bir vidalı aktüatörden normal olarak elde edilebilen itme yoğunluğu ya da kayışlı aktüatörden elde edilebilen hız gibi spesifik gereksinimlere göre aktarma organını özelleştirebilir. Makinenin yerleşimini tekrar düşünmek zorunda olmadan ikisi arasında geçiş yeteneği son derece yararlı olabilir.
Modülarite ve performans
Elektromekanik aktüatörlerin diğer aktüatörlere veya mekanik cihazlara bağlanabilmesi yaygın bir gerekliliktir. Lineer aktüatörlerin XY, XZ veya XYZ grupları ile hızlı ve sorunsuz şekilde kombine edilebilmesi çok önemlidir. Sonuç olarak çoğu modern elektromekanik ürün, XY sistemleri için geçiş plakalarının kullanılması gerekmeden yapı taşları gibi birbirine civatalanabilir (plakalar, dengeyi korumak için genellikle Z veya dikey eksenleri için zorunludur). Burada dikkat edilmesi gereken diğer bir faktör de performans/boyut oranlarıdır. Son derece kompakt bir ürün kullanılması, makine tasarımcılarının uç elemanları ve araç takımlarını eklemesi için daha fazla yer sağlar. Bu nedenle itme veya yükseklik/genişliğe göre nominal yük gibi ölçütler önem kazanır. Seçilebilir çözünürlükler ve kodlayıcı türleri İyi bir servo kontrolünü korumak için bir aktüatör, gerekli hareketin yinelenebilirliğinden 5-10 kat daha fazla çözünürlüğe sahip olmalıdır. Bu düşünceyle, yüksek çözünürlüklü kodlayıcı oldukça maliyetli olabileceğinden dolayı birden fazla seçeneğe sahip olmak optimum çözümdür. Çözünürlüğü ayarlayabilmek de önemlidir. En yeni kodlayıcı ürünlerinden bazıları, çözünürlüklerini nispeten basit bir donanım değişikliği ile değiştirebilir. Diğer bir yaklaşım, analog geri bildirim cihazları ve uyumlu servo tahriklerinin kullanılmasıdır. Analog geri besleme imzaları (tipik olarak 1V tepeden tepeye) kullanımında iki analog sinyal, kodlayıcıdan tahrik elemanına, 90 ° faz dışına geçecek şekilde aktarılır. Eşdeğer çözünürlük, tahrik ile elde edilir ve tahrikin analog girişinin çözünürlüğü ve doğrusal ölçeğin adımına bağlıdır.
Esnek kodlayıcılar
Esnek çözünürlüğün yanı sıra esnek kodlayıcı teknolojilerinin kullanılabilir olması da önemli bir avantajdır. Cam ölçeğe sahip optik kodlayıcılar yıllardır popüler bir tercih olmuştur ancak günümüzde rekabetçi çözünürlükler ve maliyetler sağlayan birçok alternatif teknoloji vardır. Örneğin, özellikle yüksek hassasiyet seviyesi gerektirmeyen uygulamalarda manyetik kodlayıcı teknolojisi, uygun maliyetli bir seçenek olmasına karşın yüksek hassasiyet gerektirip uzun strok uzunlukları gerektirmeyen uygulamalar, kapasitif kodlayıcıların yüksek çözünürlüklerinden yararlanır. Endüktif kodlayıcılar, genellikle bir makine aletinden gelen soğutucu akışkan gibi doğrudan kontaminasyona yoğun şekilde maruz kalan uygulamalar için sıklıkla kullanılır. Eksenin merkezlenmesine bakılmaksızın sürekli konum bilgisi gerektiren uygulamalar, mutlak bir geri bildirim kaynağına ihtiyaç duyarlar. İletişim ile ilgili olarak, yakın zamana kadar çoğu kodlayıcı protokolü, gömülü uygunluk sinyallerine dayanıyordu ve bu da tasarımcıların sınırlı bir üretici listesi kullanması gerektiği anlamına geliyordu. Günümüzde ise tek kablo Hiperface DSL® çözümü gibi açık standart protokoller, tasarım mühendislerinin çeşitli ürünleri kullanmasına ve hatta kurulum ve kablolama çalışmalarını azaltmasına olanak sağlamaktadır.
Dijital tasarım
En yeni tasarım yazılımında sonlu eleman analizi (FEA), sapma özelliklerinin yanı sıra üründeki termal veya manyetik varyasyonları anlamak için kullanılabilir. Bu simülasyonlar, kullanılan algoritma ve varsayımlar kadar iyi olduğu için doğal olarak %100 kesinlikte sonuç veremezler fakat modern makine tasarımı, gelişime hız kazandıran bu dijital tasarım yöntemlerinden çok daha fazla yararlanmaya başlamaktadır.
Metroloji test verileri
Bilyalı vidanın geri tepmesini göz önüne almak ve sistemin genel doğruluğunu geliştirmek için metrolojiden elde edilen test verileri kullanılabilir. Çok spesifik gereksinimlere sahip uygulamalar için bu testler, gerçek uygulama özelliklerini yansıtacak şekilde yapılabilir. Hız, ivme, yön ve hava akışı gibi ürünün performansını büyük ölçüde etkileyen birçok özellik söz konusu olduğu için temiz oda uygulamaları iyi bir örnektir. Uygulama ve testlerin kritik yönlerini anlayan bir tasarım ortağından ürünlerin seçilmesi özellikle avantajlı olacaktır.
Özet
Günümüzde, makinelerle ilgili olarak daha hızlı iş bitirme süresine yönelik talep kritik hâle gelmiştir. Bir makinenin birkaç ayda geliştirilmesini sağlayabilmiş bir tasarım mühendisi şimdi bunu birkaç haftada beklemektedir. Makine yapım yarışının anahtarı, günlük tasarım engellerini anlayan ve hızlı makine geliştirmeye olanak sağlayan sistemlere sahip bir üreticiden doğru ürünün seçilmesidir. Günümüzün makinelerini tasarlarken ürünün genişliği, opsiyon aralığı, modülarite ve ürün test verileri gibi faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. Bu strateji, makine yapımcısının müşterinin ihtiyaçlarına daha hızlı yanıt verme yeteneğini geliştirecek ve daha hızlı Yatırım Geri Dönüşü sağlayacaktır.
. . .
İçerik sadece atıfta bulunularak yayınlanabilir: Hidrolik Pnömatik Dünyası. Editöryal görüş, yazarın görüşüne aykırı olabilir.
