Door Thomas Greif | Senior technisch support engineer mechatronics & network, SMC Italië
MAART 2024
Stel je voor dat je net een elektrische actuator hebt geïdentificeerd als jouw voorkeursmethode om een bepaalde machinebeweging te vergemakkelijken. Geweldig, toch? Nou, ja, maar dan kun je geconfronteerd worden met veel vragen, veel opties om die optimale elektrische oplossing te selecteren. In dit artikel - en gebaseerd op onze gesprekken en de ondersteuning die we aan onze klanten bieden - wil ik ingaan op die initiële vragen die wat licht op de zaak kunnen werpen.
SMC's makkelijk te bedienen elektrische actuator, EQ-serie – Gewoon makkelijk
Riemaandrijving of kogelomloopspindel?
Een primaire overweging is de keuze tussen een elektrische actuator met een riemaandrijving of een kogelomloopspindel. De keuze hangt vooral af van de specifieke toepassing en systeemvereisten. Tenzij de machine een uitzonderlijk lange slag nodig heeft, profiteren de meeste toepassingen voor nauwkeurige bewegingscontrole van een actuator met een kogelomloopspindel. Deze actuatoren bereiken een herhaalnauwkeurigheid van ±0,01 mm, terwijl types met riemaandrijving misschien slechts ±0,08 mm bereiken.
Een andere reden is veiligheid. Elektrische actuatoren met een kogelomloopspindel profiteren van de mechanische verbinding van een kogelmoerschroef. Vanuit een technisch perspectief biedt dit ontwerp een veel robuuster en dus veiliger concept, vooral bij verticale toepassingen. Actuatoren met riemaandrijving hebben een aanvullend veiligheidsonderdeel nodig dat beweging van de verticale last voorkomt, met name in het geval van riemschade.
SMC’s elektrische actuator, sledetype, riemaandrijving – LEFB Serie
SMC’s elektrische actuator, sledetype, kogelomloopspindel – LEFS Serie
Ik weet wat je denkt: zijn kogelomloopspindelaandrijvingen niet trager? Technisch gezien, ja, de maximale snelheid is inderdaad langzamer dan die van riemaangedreven tegenhangers. Echter, in een beweging die uit minstens drie fasen bestaat (versnelling, constante snelheidsbeweging en vertraging), is het niet altijd mogelijk voor een riemaangedreven actuator om zijn maximale snelheid te bereiken. Het kan voor sommigen een verrassing zijn dat de totale positioneringstijd van een elektrische actuator met een kogelomloopspindel vaak gelijk is aan of soms zelfs minder dan die van een riemaangedreven alternatief, vooral bij toepassingen met een kortere slag tot 800 mm.
Een verdere uitdaging zijn toepassingen met hoge belastingen, waar riemslijtage periodieke controles en spanning vereist. Tijdens deze operatie zal je riem waarschijnlijk uitrekken, en in toepassingen met precieze positionering zul je al je opgeslagen posities moeten herzien en mogelijk aanpassen. In tegenstelling tot een elektrische actuator die een kogelomloopspindel gebruikt, is deze onderhoudsvrij.
Slag versus snelheid
Een ander probleem dat bekend is bij elke deskundige leverancier van elektrische actuatoren is dat het vergroten van de slag van een elektrische actuator met kogelomloopspindel de maximale snelheid vermindert, een effect veroorzaakt door constructiebeperkingen.
Hier zijn twee hoofdfactoren van belang: de rotatiesnelheid en de niet-ondersteunde lengte van de spindel. Als we de slag vergroten tot boven een bepaalde waarde, moeten we de rotatiesnelheid van de spindel verlagen om niet in resonantie te gaan, waardoor de lineaire snelheid van de actuator afneemt.
SMC’s elektrische actuator, sledetype, riemaandrijving – LET-X11 Serie
Om aan de prestatievereisten te voldoen, is het noodzakelijk om verschillende schroefspoed te gebruiken voor kogelomloopspindelactuatoren. En wanneer het vergroten van de spoed niet langer voldoende is, heb je een actuatormodel nodig met tussensteunen die de afstand tussen de moer en het lager verkleinen om resonantie te voorkomen.
Stappenmotor of servomotor?
Nog een veelvoorkomend dilemma betreft de motor. Wat is beter: een stappenmotor of een AC-servomotor? Ook hier suggereert de knowhow en expertise van de leverancier dat de keuze van de motor niet altijd eenvoudig is, aangezien specifieke specificaties, persoonlijke voorkeur en kosten allemaal meespelen.
Koppel is een veel voorkomende differentiator als het gaat om het dimensioneren van motoren. Niet alleen het nominale koppel, maar ook het koppel gerelateerd aan de rotatiesnelheid van de motor. Terwijl AC-servomotoren het nominale koppel over het gehele nominale snelheidsbereik kunnen leveren, bijvoorbeeld 3000 rpm, leveren stappenmotoren het maximale koppel bij een zeer verlaagde snelheid. Als de snelheid toeneemt, neemt het koppel aanzienlijk af.
SMC’s elektrische actuator, AC-servomotor – LESYH Serie
SMC’s elektrische actuator, Stappenmotor – LESYH Serie
Kortom, een elektrische actuator met een stappenmotor is in staat om werkzaamheden uit te voeren bij lage snelheden. Echter, een AC-servomotor wordt de voorkeurskeuze als meer dynamiek noodzakelijk is.
Vervanging
Ervaring en kennis zijn even belangrijk bij aftersales toepassingen. We komen veel klanten tegen die bijvoorbeeld een uit productie genomen aandrijving willen vervangen. De oplossing voor dit vraagstuk is het gebruik van een leverancier met een ethos van het ontwikkelen van nieuwe generatie producten die 100% compatibel zijn met het oude model. De meeste ontdekken dat hoewel de nieuwe aandrijving dimensioneel hetzelfde is, deze een aantal nieuwe voordelen zal bieden, wellicht gerelateerd aan besturing of veiligheid.
SMC's stappenmotorcontroller met STO-functie – JXC#F Serie
Als je ondersteuning nodig hebt bij productselectie, toepassingsbeoordelingen, ontwerp of verbeteringsactiviteiten, kunnen we helpen om al jouw uitdagingen op het gebied van bewegingscontrole te overwinnen, inclusief die met elektrische actuatoren. Of het nu een pre-sales of after-sales verzoek is, je zult merken dat het zoeken van deskundig advies altijd van onschatbare waarde zal blijken.
