В дополнение к пневматическим и гидравлическим линейным приводам, за эти годы появился третий, электрический линейный привод. Комбинация электродвигателя и механического блок тяги становится все более популярной, особенно в промышленных процессах в качестве альтернативы пневматических приводов. Есть также признаки изменений в типичных применениях для гидравлических систем в секторе строительной техники.
Преимущества таких электронных решений: приводы компактны и могут быть индивидуально адаптированы к любому применению в модульной системе. Они преобразуют энергию непосредственно в движение и не требуют никакой жидкости или сжатого воздуха в качестве промежуточной среды. В результате устраняется необходимое оборудование, такое как насосы или компрессоры, включая трубопроводы и шланги, что сокращает объем технического обслуживания и устраняет утечку как потенциальный источник ошибок.
Точечная сварка перешла с пневматики на электрику
В то же время, электроприводы работают экономно: они используют энергию только для фактического движения, в то время как пневматические и гидравлические системы должны постоянно поддерживать давление. По этой причине, например, немецкая автомобильная компания перевела точечную сварку в кузовном цехе с пневматического на электрический привод: создание постоянного базового давления от 10 до 12 бар было слишком дорогим по сравнению с.
Без давления в качестве центрального компонента привода линейные электроприводы фокусируются на измерении силы, чтобы контролировать и регулировать последовательность движения. В зависимости от ширины применения необходимо регистрировать различные силы, например, силы соединения для манипуляторов робота, силы сдвига при штамповке, силы прессования для маркировки поставок при транспортировке, силы прессования для обжима или силы прессования для точечной сварки.
Для этих задач можно использовать электромеханические датчики силы натяжения / сжатия. Это деформационные тела, которые деформируются под действием силы (F). Применяемые тензодатчики преобразуют эту механическую обратимую деформацию в пропорциональный электрический выходной сигнал.
Технология измерения силы позволяет автоматически обнаруживать ошибки
Пользователи действительно могут приводить конечные устройства привода, например, сварочный пистолет или штамповочный инструмент, в желаемое положение с помощью датчиков для измеренного переменного времени или расстояния. Но только технология измерения силы обеспечивает немедленное автоматическое обнаружение ошибок. Внезапное увеличение силы выше определенного верхнего предела может быть вызвано, например, поворотом или наклоном. Такое сообщение об ошибке имеет важное значение, особенно в автоматизированных процессах с циклами секунд. Без такого сигнала неконтролируемая сила может уничтожить целые партии продукта за очень короткое время.
СОВЕТ ПО СЕМИНАРУ Все больше и больше инженеров из области проектирования, разработки, управления проектами или других технических областей переходят на технические продажи. Семинар «Стратегии продаж для инженеров» помогает начинающим и продвинутым ученикам успешно выполнять новые задачи.
Следующая информация
Благодаря своим характеристикам датчики силы растяжения / сжатия с тонкопленочной технологией особенно подходят для приводов в промышленных машинах. Их датчик состоит из нескольких тонких слоев («напыленных»). Один из них содержит четыре тензометрических датчика, которые соединены, чтобы сформировать мост Уитстона. Восемь мерных полосок также могут применяться для версий с резервированием. Затем готовый датчик автоматически приваривается к каналу потока силы корпуса преобразователя. Вместе с усилителем для выходного сигнала измерительная ячейка объединена в компактный измерительный блок с температурной компенсацией.
Датчики силы в этой категории могут использоваться гибко. Например, устройства серии Wika F2 рассчитаны на номинальную силу (Fnom) до 100 кН. Они работают с аналоговыми сигналами 4 - 20 мА и 0 - 10 В и с протоколом связи CANopen. По словам компании, версия с цифровым выходом особенно подходит для интеграции в автоматизированные процессы.
Тонкопленочные датчики силы могут быть расположены где угодно
Благодаря навинчивающейся резьбе тонкопленочные датчики силы могут быть установлены практически на любой линейный привод без особых усилий. Положение не имеет значения, поскольку нагрузка везде в приводной цепи одинакова. Для большей части дисков, измерительное устройство помещается на применение силы, то есть в конце блока тяги, потому что это самый простой способ сделать это. Это касается, например, прессовальных или штамповочных машин. С другой стороны, при использовании сварочного пистолета X-типа датчик управляет силой в области двигателя в начальной точке движения ножниц.
При всей свободе позиционирования пользователи должны учитывать усилие сдвига как потенциальный разрушительный фактор при установке датчика силы. Это не должно превышать 5% от номинальной силы, в противном случае могут возникнуть ошибки измерения. В таких случаях для измерительного устройства должно быть выбрано место с более низким отклонением или его местоположение должно поддерживаться дополнительно.
Электродвигатели
Так выглядит технология привода будущего
Приклеенные тензодатчики с низким номинальным усилием
Измерительные преобразователи силы с тонкопленочными датчиками представляют собой наиболее комплексное решение для электрических линейных приводов в промышленных приложениях, измеряемое с точки зрения удобства обращения и производительности. Тем не менее, не следует упускать из виду датчики силы на основе приклеенных измерительных полос. Их можно рассматривать как альтернативу низким номинальным силам. Тонкопленочные датчики силы имеют относительно высокую жесткость, поэтому силы от 1 кН могут быть измерены только с обычной отказоустойчивостью. Тензодатчики, которые наклеены, с другой стороны, могут обнаруживать силы до 1 Н. Они также подходят для реализации миниатюрных датчиков. Этот тип датчика силы может также использоваться для большей точности. Может достигать значений от 0,01% Fном до 1,0% Fnom. Тонкопленочные датчики обычно находятся в диапазоне от 0.1% Fnom и 1,0% Fnom.
Однако силовые преобразователи с измерительными полосками гораздо сложнее изготовить из-за необходимых ручных задач, таких как применение и подключение каждой отдельной измерительной полосы, температурная компенсация и интеграция усилителя для выходного сигнала. Миниатюрные датчики в особо узких монтажных ситуациях также могут быть оснащены кабельным усилителем, но его расстояние от датчика увеличивает восприимчивость сигнала к помехам.
Независимо от типа, датчик силы натяжения / сжатия - это прежде всего индивидуальное измерительное решение. Он сокращается на основе номинальной силы, необходимой для выполнения задачи. Базовый корпус, который принимает ячейку датчика, можно использовать для разных номинальных нагрузок. Согласно руководству VDI / VDE / DKD 2638, все датчики силы должны быть сконструированы таким образом, чтобы они могли выдерживать перегрузку в полтора раза больше их номинальной силы в течение короткого времени. Согласно Wika, датчики силы являются надежными и долговечными измерительными приборами в рамках определенных рабочих условий: они могут выдерживать до десяти миллионов изменений нагрузки без ошибок измерения.