2つの線形アクチュエーターを同期するためのガイド

科学技術の急速な発展に伴い、線形アクチュエーターがさまざまな業界でますます使用されており、2つの線形アクチュエーターを同期することが、システムパフォーマンスの向上に重要なリンクになりました。航空宇宙分野では、航空機のフラップ制御システムには、複数の線形アクチュエーターの調整された作業が含まれます。または、精密医療機器、手術ロボットの共同制御では、2つの線形アクチュエーターの同期精度は、外科手術の精度と安全性に直接関連しています。

これにより、ハードウェアの選択からソフトウェア制御、システムの統合からオンサイトのデバッグまで、同期の問題をすべてラウンドな方法で解決するために、線形アクチュエーターがさまざまな複雑な労働条件で安定かつ効率的に機能し、高級機器の製造業の開発のための強固な技術サポートを提供できるように、詳細な研究と探索を実施する必要があります。以下は、2つの線形アクチュエーターを同期させるためのいくつかのガイドで、線形アクチュエーターとは何か、線形アクチュエータがどのように機能し、ソリューションが機能するかを示します。

1。線形アクチュエータとは何ですか？

線形アクチュエータは、回転運動（通常は電気モーターから）を線形動作に変換する機械装置であり、オブジェクトを直線に押したり、引っ張ったり、持ち上げたり、配置したりできるようにします。制御された線形運動が必要な産業機械、ロボット工学、家具の自動化、医療機器で広く使用されています。

2。線形アクチュエーターはどのように機能しますか？

線形アクチュエータの動作はそのタイプに依存しますが、基本的な作業原理には回転エネルギーを線形運動に変換することが含まれます。一般的なタイプとその作業メカニズムは次のとおりです。

電気線形アクチュエータ

コンポーネント：電気モーター、鉛ねじまたはボールスクリュー、スライドナット。

仕組み：モーターがネジを回転させ、ネジに取り付けられたナットがその長さに沿って動きます。線形運動が生成されます。モーターの回転を逆にすることにより、方向は変更されます。

用途：調整可能な机、ホームオートメーション、産業機器。

油圧線形アクチュエーター

コンポーネント：シリンダー、ピストン、油圧液、コントロールバルブ。

それがどのように機能するか：加圧された油圧液はピストンをシリンダーに押し込み、ピストンの動きは線形力を生成し、方向は流体の流れによって制御されます。

用途：重機、建設装置（掘削機など）。

空気圧線形アクチュエーター

コンポーネント：シリンダー、ピストン、圧縮空気、バルブ。

それがどのように機能するか：

圧縮された空気がシリンダーに入り、ピストンを直線的に移動します。エアフローは、方向と速度の変化を制御します。

用途：自動化、材料の取り扱い、ロボット工学。

機械（マニュアル）線形アクチュエーター

コンポーネント：鉛ねじ、ハンドホイール、またはギア。

それがどのように機能するか：ハンドルまたはギアを手動で回すとネジを回転させます。ネジがナットまたはスライドを線形に動かします。

使用：調整可能な機械部品、手動制御。

圧電線形アクチュエーター

コンポーネント：圧電結晶と機械的要素。

それがどのように機能するか：圧電材料に電圧を適用すると、拡張または収縮します。この顕微鏡的膨張は、正確な線形運動を生成します。

用途：顕微鏡、医療機器、およびナノテクノロジー。

主要なパフォーマンス要因

負荷容量：アクチュエータが移動できる最大重量。

速度：アクチュエーターがどれだけ速く拡張または撤回できるか。

ストロークの長さ：アクチュエータが移動できる総距離。

デューティサイクル：アクティブな動作時間と静的時間の比率。

3。ソリューションガイド

同期線形アクチュエータソリューションは、多軸制御を必要とするアプリケーションで滑らかで正確で調整された動きを確保します。最も効果的で信頼できるソリューションの一部は次のとおりです。

1。サーボモーター駆動の線形アクチュエーター

精度：閉ループの高いフィードバックの精度。

同期：共有コントローラーを使用して、複数のアクチュエータを同期させることができます。

アプリケーション：ロボット工学、CNC機械、自動化。

2。エンコーダー付きのステッピングモーターリニアアクチュエーター

費用対効果：サーボよりも低いコストですが、高精度で。

フィードバック：エンコーダーは、同期を維持し、ステップ損失を回避するのに役立ちます。

アプリケーション：3Dプリンター、コンベアシステム、パッケージマシン。

3。統合された線形アクチュエーター

オールインワンデザイン：モーター、ドライブ、コントロールエレクトロニクスがアクチュエーターに組み込まれています。

単純化された配線：複雑さを軽減し、信頼性を向上させます。

アプリケーション：医療機器、実験室の自動化、軽量産業用途。

4。ネジ駆動型線形アクチュエーター（ボールネジ/リードネジ）

高負荷容量：重い用途に最適です。

滑らかな動き：ボールネジの摩擦が低く、効率が高くなります。

アプリケーション：工作機械、プレス、および自動化された組立ライン。

5。ベルト駆動の線形アクチュエーター

高速モーション：高速パフォーマンスとより長い旅行範囲。

同期：複数のアクチュエータは、共有ベルトシステムによって駆動できます。

アプリケーション：マテリアルハンドリング、パッケージング、ピックアンドプレイスシステム。

6。PLC制御作動システム

プログラマブルロジックコントローラー（PLC）：ソフトウェアを介した高度な同期を提供します。

スケーラビリティ：複数のアクチュエーターを1つのシステムに簡単に統合できます。

アプリケーション：産業用自動化とプロセス制御。

7。CANOPEN/ETHERCAT通信システム

リアルタイム同期：産業通信プロトコルは、正確な調整を可能にします。

柔軟性：長距離多軸制御をサポートします。

アプリケーション：ロボット工学、コンベアシステム、および大規模な自動化。

8。マスタースレーブ構成

直接制御：1つのアクチュエーターはマスターとして機能し、同期した動きのために他のアクチュエーター（奴隷）を制御します。

負荷共有：不均一な負荷と機械的応力を防ぎます。

アプリケーション：リフティングシステム、調整可能なプラットフォーム、シアターステージの設定。

9。ロードセンサーフィードバック統合

適応制御：センサーは、リアルタイムの負荷フィードバックに基づいてアクチュエータの動きを調整します。

保護：過負荷と不整合を防ぎます。

アプリケーション：医療用ベッド、人間工学的ワークステーション、自動ドア。

10。カスタマイズされたギア同期システム

機械的リンケージ：ギアまたはシャフトは、完全な同期のためにアクチュエーターを物理的に接続します。

ゼロドリフト：電気同期は不要です。

アプリケーション：重機、コンベヤー、同期リフティングシステム。

まとめ

線形アクチュエーターは、信頼性が高く再現可能な線形動作を必要とするタスクに不可欠であり、さまざまな業界で自動化、精度、汎用性を提供します。適切なソリューションを選択すると、負荷容量、速度、精度、環境条件などのアプリケーション要件に依存します。線形アクチュエーターとは何か、線形アクチュエータがどのように機能するか、およびソリューションが役立つことを望んでいる上記の理解。

精密ロボットアームが高精度の組み立て操作を実行しており、そのさまざまなジョイントの動きを高度に調整する必要があります。 2つの重要な線形アクチュエーターが同期していない場合、人の手が細かい動きをしているとき、1つは速く、もう1つは遅いようなものです。正確なアセンブリタスクを完了しないだけでなく、機械システム全体に障害や損傷さえも引き起こす可能性があります。この種の非同期は、多くのアプリケーションシナリオで非常に一般的です。たとえば、大規模な印刷機の操作システムでは、両側の線形アクチュエーターが同期しない場合、紙は歪められ、しわが寄せられ、他の問題は印刷品質に深刻な影響を与えます。

よくある質問：

1.なぜ2つの線形アクチュエーターを同期する必要があるのですか？

主に、2つの線形アクチュエーターを同期するための次の理由があります。まず、システムの精度と安定性を改善するためです。たとえば、精密加工装置では、同期されたアクチュエーターは、ワークピースの加工精度を確保できます。第二に、荷重の均一な分布を確保し、アクチュエータの非同期による一部のアクチュエーターへの過負荷損傷を避けるため。第三に、ロボットアームの多関節調整された動きなど、複雑な調整された動きを達成する。

2。線形アクチュエータの同期のアプリケーションシナリオは何ですか？

アプリケーションシナリオは非常に広いですが、これに限定されませんが、これらに限定されません。航空宇宙分野の航空機の舵制御とフラップの撤回および拡張システム。医療機器の外科ロボットジョイントドライブ。精密測定機器などのサンプルステージの動き制御。

3.同期制御には、どのような重要な機器またはコンポーネントが必要ですか？

通常、次の主要なデバイスまたはコンポーネントが必要です。アクチュエータの位置をリアルタイムで検出するための、グレーティングスケール、磁気スケールなどの高精度位置センサー。フィードバック信号を処理し、制御指示を発行するためのPLC、モーションコントローラーなどの高性能コントローラー。ドライバー、コントローラー命令をアクチュエータドライブ信号に変換するため。さらに、コントローラーとセンサーとドライバーの間のデータ送信を実現するには、信頼できる通信インターフェイスが必要です。

4.同期の精度を測定する方法は？

同期の精度は、一般に次の指標によって測定されます。変位同期精度、つまり、動き中の2つのアクチュエーターの変位偏差。 2つのアクチュエーターの速度差を指す速度同期精度。加速同期精度は、2つのアクチュエーターの加速が一貫しているかどうかを示します。これらのパラメーターの最大値またはルート平均平方根値は、通常、同期の精度を定量的に記述するために使用されます。値が小さいほど、同期精度が高くなります。

5. 2つの線形アクチュエータが同期されている場合、偏差が​​ある場合はどうすればよいですか？

まず、センサーが正常に動作しているかどうかを確認し、センサーの障害によって引き起こされる検出エラーを排除する必要があります。第二に、PIDパラメーターなど、コントローラーとドライバーのパラメーター設定が正しいかどうかを確認します。次に、アクチュエーター自体に、固執、摩耗などの機械的障害があるかどうかを確認します。上記のすべてが正常である場合は、制御アルゴリズムを最適化して、システムの干渉防止能力と適応性を向上させることを検討できます。