Hora de publicación: 2025-01-17 Origen: Sitio
Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, los actuadores lineales se utilizan cada vez más en diversas industrias, y la sincronización de dos actuadores lineales se ha convertido en un enlace clave para mejorar el rendimiento del sistema. Ya sea en el campo aeroespacial, el sistema de control de colgajo de una aeronave implica el trabajo coordinado de múltiples actuadores lineales. O en el equipo médico de precisión, el control articular de los robots quirúrgicos, la precisión de sincronización de dos actuadores lineales está directamente relacionada con la precisión y seguridad de las operaciones quirúrgicas.
Esto requiere que realicemos investigaciones y exploraciones en profundidad, desde la selección de hardware hasta el control de software, desde la integración del sistema hasta la depuración en el sitio, para resolver el problema de sincronización de manera completa, para garantizar que los actuadores lineales puedan funcionar de manera estable y eficiente en una variedad de condiciones de trabajo complejas y proporcionar un apoyo técnico sólido para el desarrollo de la industria de fabricación de equipos de gama alta. Las siguientes son algunas guías para sincronizar dos actuadores lineales, para mostrarle qué es un actuador lineal, cómo funciona un actuador lineal y soluciones.
Un actuador lineal es un dispositivo mecánico que convierte el movimiento rotativo (generalmente de un motor eléctrico) en movimiento lineal, lo que le permite empujar, tirar, levantar o colocar un objeto en línea recta. Se utiliza ampliamente en maquinaria industrial, robótica, automatización de muebles y dispositivos médicos donde se requiere movimiento lineal controlado.
La operación de un actuador lineal depende de su tipo, pero el principio de trabajo básico implica convertir la energía rotacional en movimiento lineal. Estos son los tipos comunes y sus mecanismos de trabajo:
Componentes: motor eléctrico, tornillo de plomo o tornillo de bola y tuerca deslizante.
Cómo funciona: el motor gira el tornillo y la tuerca unida al tornillo se mueve a lo largo de su longitud; Se produce el movimiento lineal; La dirección se cambia revertiendo la rotación del motor.
Usos: escritorios ajustables, automatización del hogar, equipos industriales.
Componentes: cilindro, pistón, líquido hidráulico y válvula de control.
Cómo funciona: el fluido hidráulico presurizado empuja un pistón en un cilindro, y el movimiento del pistón produce una fuerza lineal, con la dirección controlada por el flujo de fluido.
Usos: maquinaria pesada, equipo de construcción (como excavadoras).
Componentes: cilindro, pistón, aire comprimido y válvula.
Cómo funciona:
El aire comprimido ingresa al cilindro, moviendo el pistón linealmente; Los controles de flujo de aire cambian de dirección y velocidad.
Usos: automatización, manejo de materiales y robótica.
Componentes: tornillo de plomo, volante o engranaje.
Cómo funciona: girar manualmente una manija o engranaje gira un tornillo; Un tornillo mueve una tuerca o se desliza linealmente.
Usos: piezas de máquina ajustables, controles manuales.
Componentes: cristales piezoeléctricos y elementos mecánicos.
Cómo funciona: la aplicación de voltaje a un material piezoeléctrico hace que se expanda o se contraiga; Esta expansión microscópica produce un movimiento lineal preciso.
Usos: microscopios, dispositivos médicos y nanotecnología.
Factores de rendimiento clave
Capacidad de carga: el peso máximo que el actuador puede mover.
Velocidad: qué tan rápido puede extender o retractarse el actuador.
Longitud del trazo: la distancia total que el actuador puede viajar.
Ciclo de trabajo: la relación entre el tiempo de funcionamiento activo hasta el tiempo estático.
Las soluciones de actuador lineal síncrono aseguran un movimiento suave, preciso y coordinado en aplicaciones que requieren control de múltiples eje. Estas son algunas de las soluciones más efectivas y confiables:
Precisión: alta precisión de retroalimentación de circuito cerrado.
Sincronización: múltiples actuadores se pueden sincronizar utilizando un controlador compartido.
Aplicaciones: robótica, maquinaria CNC y automatización.
Rentable: menor costo que los servos, pero con alta precisión.
Comentarios: los codificadores ayudan a mantener la sincronización y evitar la pérdida de pasos.
Aplicaciones: impresoras 3D, sistemas de transporte y máquinas de embalaje.
Diseño todo en uno: Electrónica de motor, accionamiento y control está integrado en el actuador.
Cableado simplificado: reduce la complejidad y mejora la confiabilidad.
Aplicaciones: Equipo médico, automatización de laboratorio y uso industrial ligero.
Alta capacidad de carga: ideal para aplicaciones pesadas.
Movimiento liso: los tornillos de bola tienen baja fricción y alta eficiencia.
Aplicaciones: máquinas herramientas, prensas y líneas de ensamblaje automatizadas.
Movimiento rápido: rendimiento de alta velocidad y rango de viaje más largo.
Sincronización: múltiples actuadores pueden ser impulsados por un sistema de cinturón compartido.
Aplicaciones: Manejo de materiales, embalaje y sistemas de selección y lugar.
Controlador lógico programable (PLC): proporciona una sincronización avanzada a través del software.
Escalabilidad: integrar fácilmente múltiples actuadores en un solo sistema.
Aplicaciones: automatización industrial y control de procesos.
Sincronización en tiempo real: los protocolos de comunicación industrial permiten una coordinación precisa.
Flexibilidad: admite el control de múltiples eje de larga distancia.
Aplicaciones: robótica, sistemas de transporte y automatización a gran escala.
Control directo: un actuador actúa como maestro y controla a otros actuadores (esclavos) para el movimiento sincronizado.
Compartir carga: previene cargas desiguales y estrés mecánico.
Aplicaciones: sistemas de elevación, plataformas ajustables y configuraciones de teatro.
Control adaptativo: los sensores ajustan el movimiento del actuador basado en la retroalimentación de carga en tiempo real.
Protección: prevenir la sobrecarga y la desalineación.
Aplicaciones: camas médicas, estaciones de trabajo ergonómicas y puertas automáticas.
Enlace mecánico: los engranajes o ejes conectan físicamente los actuadores para una sincronización perfecta.
Drift cero: no se requiere sincronización eléctrica.
Aplicaciones: maquinaria pesada, transportadores y sistemas de elevación sincrónicos.
Los actuadores lineales son esenciales para tareas que requieren un movimiento lineal confiable y repetible, proporcionando automatización, precisión y versatilidad para una variedad de industrias. Elegir la solución correcta depende de los requisitos de aplicación, como la capacidad de carga, la velocidad, la precisión y las condiciones ambientales. La comprensión anterior de lo que es un actuador lineal, cómo funciona un actuador lineal y las soluciones se espera que sea útil para usted.
Un brazo robótico de precisión está realizando operaciones de ensamblaje de alta precisión, y los movimientos de sus diversas articulaciones deben estar altamente coordinadas. Si los dos actuadores lineales clave no están sincronizados, es como uno rápido y uno lento cuando las manos de una persona están haciendo buenos movimientos. La tarea de ensamblaje precisa no solo no puede completarse, sino que también puede causar falla o incluso daños a todo el sistema mecánico. Este tipo de asincronía es muy común en muchos escenarios de aplicación. Por ejemplo, en el sistema de transmisión de papel de una prensa de impresión grande, si los actuadores lineales en ambos lados no están sincronizados, el papel estará sesgado, arrugado y otros problemas afectarán seriamente la calidad de la impresión.
Existen principalmente las siguientes razones para sincronizar dos actuadores lineales: primero, para mejorar la precisión y la estabilidad del sistema. Por ejemplo, en el equipo de mecanizado de precisión, los actuadores sincronizados pueden garantizar la precisión de mecanizado de la pieza de trabajo; segundo, para garantizar la distribución uniforme de la carga y evitar daños por sobrecarga a algunos actuadores debido a la asincronía del actuador; Tercero, para lograr movimientos coordinados complejos, como el movimiento coordinado de una junta múltiple de armas de robot.
Los escenarios de aplicación son muy amplios, incluidos, entre otros: manejo de materiales y equipos de ensamblaje en líneas de producción de automatización industrial, como el control articular de los brazos robot; Control del timón del avión y sistemas de retracción y extensión de la aleta en el campo aeroespacial; unidad de articulación robot quirúrgica en dispositivos médicos; Muestra de control de movimiento de la etapa en equipos de medición de precisión, etc.
Por lo general, se requieren los siguientes dispositivos o componentes clave: sensores de posición de alta precisión, como escalas de rejilla, escalas magnéticas, etc., para la detección en tiempo real de la posición del actuador; Controladores de alto rendimiento, como PLC, controladores de movimiento, etc., para procesar señales de retroalimentación y emitir instrucciones de control; conductores, para convertir las instrucciones del controlador en señales de accionamiento del actuador; Además, se requieren interfaces de comunicación confiables para lograr la transmisión de datos entre el controlador y el sensor y el controlador.
La precisión de sincronización generalmente se mide mediante los siguientes indicadores: precisión de sincronización de desplazamiento, es decir, la desviación de desplazamiento de los dos actuadores durante el movimiento; Precisión de sincronización de velocidad, que se refiere a la diferencia de velocidad entre los dos actuadores; Precisión de sincronización de aceleración, que indica si las aceleraciones de los dos actuadores son consistentes. El valor máximo o el valor cuadrado medio raíz de estos parámetros generalmente se usa para describir cuantitativamente la precisión de sincronización. Cuanto menor sea el valor, mayor es la precisión de sincronización.
Primero, debe verificar si el sensor funciona normalmente y eliminar el error de detección causado por la falla del sensor; En segundo lugar, verifique si la configuración de los parámetros del controlador y el controlador son correctos, como los parámetros PID, etc.; Luego verifique si el actuador en sí tiene fallas mecánicas, como pegarse, desgaste, etc.; Si todo lo anterior es normal, puede considerar optimizar el algoritmo de control para mejorar la capacidad y adaptabilidad anti-interferencia del sistema.
Inicio Componentes Sistemas Areas de Negocio Acerca de JIECANG Servicio Noticias Contáctenos