Vedi traduzione automatica
Questa è una traduzione automatica. Per vedere il testo originale in inglese cliccare qui
#Tendenze
{{{sourceTextContent.title}}}
Domande poco frequenti sugli attuatori lineari
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Ecco un paio di domande che ingegneri e progettisti dovrebbero porsi prima di scegliere gli attuatori lineari.
{{{sourceTextContent.description}}}
I progettisti che si preparano a scegliere un attuatore lineare per un dispositivo o una macchina specifica dovrebbero avere una lista di domande pronte da porre ai fornitori e ai produttori di tali dispositivi. Questi elenchi di solito contengono le FAQ (domande frequenti), e la maggior parte delle aziende che vendono attuatori sono preparate per loro. Ma quei fornitori, in molti casi, si aspettano che i potenziali acquirenti pongano altre domande, forse più approfondite e rivelatrici: le cosiddette domande non frequenti (iFAQ).
Qui ci sono un paio di domande che gli ingegneri dovrebbero fare quando pensano di specificare gli attuatori lineari.
Q. Ho bisogno di velocità e precisione su una lunga lunghezza. Che tipo di attuatore dovrei usare?
A. Questa è una domanda intelligente da fare. Molti progettisti sopravvalutano la precisione dei motori e degli attuatori tradizionali su lunghe corse. Credono erroneamente che se l'attuatore funziona bene per corse brevi, funzionerà altrettanto bene su quelle lunghe. Sebbene molti tipi di sistemi lineari soddisfino due dei tre requisiti tipicamente richiesti dagli ingegneri (lunghe corse, alta velocità ed elevata precisione di posizionamento), gli attuatori a motore lineare sono gli unici che li forniscono tutti e tre senza compromessi. Sono spesso utilizzati nella produzione di semiconduttori, nell'ispezione dell'elettronica di consumo, nelle applicazioni mediche e delle scienze della vita, nelle macchine utensili, nella stampa e nelle applicazioni di imballaggio.
Per fornire un po' di background, definiamo i motori lineari. Essenzialmente, un motore lineare è un motore rotativo che è stato srotolato e steso in piano. Questo permette al motore di accoppiarsi direttamente al carico lineare. Al contrario, altri design utilizzano un motore rotativo e lo accoppiano attraverso la meccanica, che può introdurre gioco, perdite di efficienza e altre imprecisioni. I motori lineari tendono anche ad avere velocità massime più elevate rispetto alle viti a sfera della stessa lunghezza di corsa.
Oggi si usano tre tipi principali di motori lineari. Il primo è il nucleo di ferro, che ha bobine avvolte intorno a denti fatti di materiali ferrosi e avvolti in un laminato. Questi motori hanno la più alta forza per dimensione e un buon trasferimento di calore, e sono generalmente i meno costosi. Tuttavia, il ferro nel motore porta ad un aumento del cogging (coppia dovuta alle interazioni tra i magneti del motore), quindi sono spesso un po' meno precisi del secondo tipo, i motori lineari senza ferro.
Come il nome implica, i motori lineari senza ferro non hanno ferro all'interno. Il forzante è essenzialmente una piastra epossidica in cui sono state inserite delle bobine di rame strettamente avvolte. Scorre tra due file di magneti che si fronteggiano. (Questo è anche conosciuto come un modo magnetico a U.) Una barra distanziatrice lungo un lato dei magneti li collega insieme. I principali vantaggi dei motori senza ferro sono forze di attrazione inferiori e nessun cogging. Questo li rende più precisi dei motori a nucleo di ferro. Tuttavia, due file di magneti rendono le unità ironless più costose delle versioni ironcore. La gestione del trasferimento di calore può anche essere difficile, quindi è importante capire presto se una particolare applicazione correrà il rischio di surriscaldamento. I più recenti motori senza ferro presentano bobine sovrapposte che forniscono più superficie di contatto per la dissipazione del calore. Questo design permette anche al motore di avere una maggiore densità di forza.
Il terzo e ultimo tipo sono i motori lineari slotless, che sono fondamentalmente ibridi dei primi due tipi. Un motore slotless ha una sola fila di magneti come il nucleo di ferro, il che aiuta a mantenere il suo prezzo più basso. Un backiron laminato assicura un buon trasferimento di calore, così come forze attrattive e cogging inferiori rispetto ai motori ironcore. I motori slotless offrono anche il vantaggio di un profilo di altezza inferiore rispetto agli ironless, oltre al loro prezzo inferiore. Per i progettisti che danno la priorità a mantenere i componenti delle loro macchine il più piccoli possibile, ogni millimetro di spazio risparmiato può essere cruciale.
Q. Come posso sapere se un dato attuatore è adatto all'uso in un ambiente specifico?
A. Troppo spesso, i progettisti scelgono gli attuatori in modo isolato e non considerano dove verranno utilizzati. Gli attuatori lineari hanno parti mobili critiche che funzionano correttamente solo negli ambienti per i quali sono stati progettati e fabbricati. L'utilizzo di un attuatore lineare inadeguato può causare problemi che vanno dal funzionamento improprio a danni irreparabili all'attuatore stesso. Per le applicazioni "sporche", come un utensile da taglio che getta particelle e scarti, l'attuatore richiederà una sigillatura e una schermatura per proteggerlo dai contaminanti.
Dal punto di vista opposto, un attuatore senza la protezione adeguata può introdurre la contaminazione in un ambiente pulito, compromettendo l'applicazione. La normale usura farà sì che le fasi lineari generino particelle nel tempo. Le camere bianche o gli ambienti sotto vuoto sono spesso limitati all'uso di attrezzature che non rilasciano particolato, quindi è fondamentale che gli attuatori utilizzati in questi ambienti siano dotati di guarnizioni e schermi per evitare che il particolato entri nell'ambiente. Alcuni dispositivi meccanici che forniscono movimento lineare, come nella lavorazione dei semiconduttori, si muovono solo micron alla volta, quindi anche la minima quantità di contaminazione può compromettere e rovinare un'applicazione.
Guarnizioni e schermi proteggono i componenti critici dall'esposizione ad ambienti difficili, permettendo agli attuatori lineari di funzionare come sono stati progettati. Per gli ambienti puliti, guarnizioni e schermi proteggono l'ambiente dell'applicazione da possibili contaminanti creati dall'attuatore, non dall'attuatore stesso. Oltre alle guarnizioni e agli schermi, gli attuatori lineari personalizzati possono essere progettati con porte a pressione positiva che spurgano i contaminanti all'interno dell'unità, mantenendo le prestazioni e il ciclo di vita al massimo.
Una varietà di fattori ambientali deve essere considerata quando si scelgono gli attuatori lineari. Questi includono le temperature ambientali, la presenza di umidità, l'esposizione a sostanze chimiche e gas (diversi dall'aria ambiente), le radiazioni, il livello di pressione dell'aria (per le applicazioni che vengono eseguite nel vuoto), la pulizia e le attrezzature vicine. Per esempio, c'è un'attrezzatura nelle vicinanze che potrebbe trasferire vibrazioni che influenzerebbero le prestazioni dello stadio lineare?
La classificazione IP (Ingress Protection) di uno stadio lineare, che di solito è fornita nelle sue specifiche, indica se ha la protezione adeguata da ambienti specifici. Le classificazioni IP sono livelli definiti dell'efficacia delle guarnizioni di un involucro contro l'intrusione di corpi estranei (polvere e sporco) e vari livelli di umidità.
Le classificazioni degli involucri hanno la forma di "IP-" seguita da due cifre. La prima cifra indica il grado di protezione dalle parti in movimento e dai corpi estranei. La seconda cifra identifica il livello di protezione contro l'esposizione a diversi livelli di umidità (da gocce a spruzzi fino alla totale immersione).
Prendersi il tempo di controllare il grado IP di un attuatore all'inizio del processo di selezione offre un modo semplice e veloce per eliminare le unità inadatte all'ambiente. Per esempio, un attuatore con un grado di protezione IP30 non offre alcuna protezione contro l'umidità, ma terrà fuori gli oggetti delle dimensioni di un dito. Se la protezione dall'umidità è essenziale, cercate un attuatore con un grado superiore, come IP54, che protegge dalla polvere e dagli spruzzi d'acqua. Gli attuatori senza protezione dall'intrusione o dall'umidità, tuttavia, possono offrire alternative economiche per gli ambienti in cui i contaminanti non sono una preoccupazione.