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Nozioni di base sull'attuatore: Cinque diverse tecnologie integrate in un unico pacchetto

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fonte di forza motrice, mezzo di trasmissione, cuscinetto o guida, telaio o struttura di supporto, feedback di posizione (nella maggior parte dei casi).

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Un'altra area della meccatronica che è molto confusa è quella degli attuatori. Il problema è che si possono acquistare attuatori che sono assemblaggi di diversi componenti, oppure si possono acquistare i componenti, e sono tutti chiamati attuatori. Questa è tradizionalmente un'area ambigua della meccatronica e cercherò di aggiungere una piccola definizione per aiutare a chiarire un po' le cose.

Un gruppo di attuatori è composto da 5 diverse tecnologie integrate in un pacchetto. Queste 5 sono: fonte di forza motrice, mezzo di trasmissione, cuscinetto o guida, telaio o struttura di supporto, feedback di posizione (nella maggior parte dei casi).

Quindi un gruppo di attuatori può avere molti componenti. Ognuno di essi deve essere inteso in termini di contributo al risultato complessivo. Ma con gli assemblaggi di attuatori, l'ingegnerizzazione dell'integrazione è stata fatta dal fornitore in modo che non sia necessario. Il più delle volte questo è il modo più conveniente ed economico per affrontare il requisito di una specifica applicazione.

Ma molte volte la soluzione pre-ingegnerizzata comporta alcuni compromessi. Questo è del tutto corretto, poiché la soluzione offerta da un fornitore deve essere adatta a una serie di requisiti diversi. Se una soluzione pronta per l'uso si adatta, o se la si può far adattare, allora si è "pronti a partire".

Ma se si hanno difficoltà a trovare una soluzione "pronta all'uso", navigare tra le soluzioni tecnologiche esistenti può essere un compito scoraggiante. La tecnologia degli attuatori è un eccellente esempio dell'intersezione di molte tecnologie diverse che è caratteristica e impegnativa nella meccatronica.

La forza motrice può essere costituita da motori elettrici, motori pneumatici e idraulici o cilindri pneumatici e idraulici.

I mezzi di trasmissione nelle casse del motore richiederanno una conversione meccanica da rotante a lineare, sia a cinghia e puleggia, vite e dado a piombo o a cremagliera. Gli attuatori dei cilindri non richiedono la conversione, ma non possono sfruttare i vantaggi meccanici come i sistemi rotativi, così come la forza necessaria aumenta la dimensione del cilindro.

I cuscinetti sono un grande argomento a sé stante, ma nell'attuatore le guide lineari sono di solito rettificate con gabbie a sfere o a rulli incrociati quadrati.

Il telaio o la struttura di supporto è tutto ciò che è necessario per montare le parti insieme. I sistemi a vite a piombo sono abbastanza semplici in quanto non pongono particolari componenti di sollecitazione, ma solo un carico di peso passivo. Le cinghie e le pulegge devono essere tensionate e il sistema di supporto deve essere in grado di gestire il carico di tensionamento senza deflessione.

I requisiti di feedback sono un altro argomento ampio, perché il dispositivo di feedback deve interfacciarsi con un controllore. Tipicamente il focus del feedback è la precisione, ma a volte troppa precisione può causare problemi. L'altra grande considerazione è l'ambiente operativo. Le alte temperature o le atmosfere difficili limitano quali soluzioni tecnologiche sono appropriate.