سیلندرهای الکتریکی ORCA، بخش اتوماسیون صنعتی را مختل می‌کنند.

سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک نقش های مهمی را در صنایع مختلف ایفا کرده اند و وظایف ضروری را در رباتیک، جابجایی مواد، فرآوری مواد غذایی و سایر کاربردهای پیچیده انجام می دهند. سیستم های هیدرولیک به دلیل دقت و قدرت بالا شناخته شده اند، در حالی که سیستم های پنوماتیکی به دلیل سرعت و سادگی خود مورد توجه قرار می گیرند - اگرچه معمولاً دقت کنترل کمتری را ارائه می دهند. علیرغم استفاده گسترده از آنها، محرک های پنوماتیکی دارای محدودیت ها و چالش های ذاتی هستند، از جمله تکرارپذیری ضعیف، هزینه های نگهداری بالا، دقت محدود، ادغام پیچیده، رفتار غیرقابل پیش بینی در محیط های پویا و خروجی نویز بیش از حد. با پیشرفت فناوری موتور هوشمند، سیلندرهای الکتریکی به عنوان یک جایگزین عملی و اغلب برتر ظاهر شده اند که راندمان بالاتر و کل هزینه مالکیت کمتری را ارائه می دهند.

در حالی که محرک های پنوماتیکی در سرعت و سادگی عالی هستند، اما در کاربردهایی که نیاز به تکرارپذیری و دقت بالا دارند، مانند ماشینکاری CNC، سیستم های توزیع و جوشکاری خودکار، ذاتاً محدود هستند. به دلیل قابلیت تراکم هوا، حتی نوسانات جزئی در فشار تامین، سرعت جریان یا دمای محیط می تواند منجر به ناسازگاری در طول ضربه محرک، سرعت و خروجی نیرو شود. عوامل اضافی مانند زمان پاسخ شیر، طول خط هوا و نشتی یا افت فشار، بیشتر به انحرافات موقعیتی کمک می کنند. برخلاف محرک های الکتریکی یا سروو که امکان کنترل حلقه بسته و دقت موقعیت یابی دقیق را فراهم می کنند، محرک های پنوماتیکی معمولاً در یک پیکربندی حلقه باز عمل می کنند که منجر به عملکرد کمتر سازگار چرخه به چرخه می شود.

محرک های پنوماتیکی به دلیل خواص فیزیکی هوای فشرده و محدودیت های کنترل سیستم، ذاتاً فاقد دقت مورد نیاز برای کاربردهای با دقت بالا هستند. تغییرات در فشار و دما باعث خروجی نیروی ناهمسان و حرکت محرک می شود. تاخیر در فعال سازی شیر، طول خط هوا و اصطکاک داخلی در داخل سیلندرها، بیشتر به تغییرات در عملکرد ضربه کمک می کند. این عوامل منجر به دقت موقعیت یابی محدود می شود، که اغلب دارای تلرانس ±1 میلی متر یا بیشتر است - برای کارهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند، ناکافی است.

اجزای متعدد و قطعات متحرک در سیستم های پنوماتیکی، فرصت هایی را برای سایش و خرابی مکانیکی افزایش می دهد. کمپرسورها مستعد گرم شدن بیش از حد و سایش هستند، در حالی که شیرهای کنترل به دلیل تعویض مکرر خراب می شوند. لوله ها و اتصالات ممکن است نشتی ایجاد کنند یا با گذشت زمان فشار خود را از دست بدهند و مخازن ذخیره هوا مستعد خوردگی داخلی هستند. بدون نگهداری منظم، این مسائل می تواند منجر به کاهش راندمان سیستم و در نهایت خرابی شود.

در حالی که سیستم های پنوماتیکی اغلب به دلیل هزینه اولیه نسبتاً کم محرک (معمولاً بین 200 تا 1000 دلار) به عنوان مقرون به صرفه تلقی می شوند، اما این هزینه ها، هزینه های نصب (از 150 تا 1500 دلار) یا هزینه های جاری مانند مصرف انرژی و نگهداری را در نظر نمی گیرد. با گذشت زمان، این هزینه های اضافی می تواند سیستم های پنوماتیکی را گران تر از جایگزین های الکتریکی کند.

نوآوری های اخیر در فناوری محرک الکتریکی، آن را به یک جایگزین عملی و رقابتی برای سیستم های پنوماتیکی تبدیل کرده است. طرح های مدرن اکنون از نظر سرعت و پاسخگویی با سیستم های پنوماتیکی مطابقت دارند یا از آنها فراتر می روند و در عین حال مزایای اضافی مانند پروفایل های حرکتی قابل برنامه ریزی، کنترل دقیق و عملکرد تقریباً بی صدا را ارائه می دهند. با ادغام سیستم ساده شده و قابلیت های بازخورد در زمان واقعی، محرک های الکتریکی به طور فزاینده ای برای کاربردهای پویا و با کارایی بالا که قبلاً به هوای فشرده متکی بودند، مناسب هستند.

جدول زیر مشخصات کلی محرک های پنوماتیکی را با مشخصات سیلندرهای الکتریکی هوشمند سری ORCA مقایسه می کند.

سیلندرهای الکتریکی چندین مزیت کلیدی نسبت به سیستم های پنوماتیکی ارائه می دهند، از جمله دقت بالاتر، تکرارپذیری بهتر و هزینه های نگهداری کمتر به دلیل عدم وجود سیستم های فشرده سازی هوا و قطعات متحرک کمتر. آنها از کنترل حلقه بسته برای موقعیت یابی دقیق پشتیبانی می کنند، بی صدا تر عمل می کنند و نیاز به کمپرسورها، شیرها و لوله کشی گسترده را از بین می برند. سیستم های الکتریکی نیز به راحتی در معماری های کنترل دیجیتال ادغام می شوند و در صورت جفت شدن با استراتژی های کنترلی مناسب، می توانند حرکت ایمن تر و سازگارتر را ارائه دهند - و آنها را برای کاربردهایی که نیاز به ثبات، انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان دارند، ایده آل می کند.

موتورهای سری ORCA معماری اساسی موتورهای خطی لوله ای را به اشتراک می گذارند: یک شفت مغناطیسی که توسط سیم پیچ های اطراف هدایت می شود تا یک مکانیسم درایو مستقیم تقریباً بدون تماس ایجاد کند. مانند سایر طرح های لوله ای، آنها سرعت استثنایی، عملکرد آرام و کنترل دقیق را ارائه می دهند. آنچه موتورهای ORCA را متمایز می کند، طراحی کاملاً یکپارچه آنها است - هر واحد شامل سنسورهای داخلی (برای موقعیت، دما، نیرو و غیره)، الکترونیک قدرت و منطق کنترل با سرعت بالا است. این ادغام سیم کشی و برنامه نویسی را ساده می کند، نیازهای نگهداری را کاهش می دهد و هزینه های کلی سیستم را کاهش می دهد.

سیلندرهای الکتریکی ORCA تکرارپذیری بالایی را با حداقل نیاز به نگهداری ارائه می دهند. به لطف کنترل الکترومغناطیسی دقیق و عدم وجود اجزای انتقال مکانیکی مانند چرخ دنده یا تسمه، آنها حرکت ثابتی را با دقت موقعیت یابی کمتر از 1 میلی متر و عملاً بدون رانش در طول چرخه های بی شمار ارائه می دهند. تنها قسمت متحرک، شفت فولادی ضد زنگ مغناطیسی است که بوش های پلاستیکی در دو طرف شاسی را به تنها اجزای قابل سرویس تبدیل می کند. در حالی که محرک های پنوماتیکی معمولاً به 1.5 متر بر ثانیه می رسند تا کنترل را حفظ کرده و سایش را کاهش دهند، محرک های الکتریکی با چنین محدودیت هایی مواجه نیستند - موتورهای ORCA می توانند به سرعت 6.5 متر بر ثانیه برسند بدون به خطر انداختن کنترل یا دوام.

انطباق برای تعامل ایمن و موثر انسان و ماشین ضروری است و به توانایی یک محرک برای تسلیم شدن تحت نیرو - مانند یک فنر - اشاره دارد و امکان تماس تحمل خطا با اشیاء، سطوح و افراد را فراهم می کند. موتورهای ORCA هم برگشت پذیر و هم سازگار هستند، قادر به تسلیم شدن در برابر نیروهای خارجی در حالی که نیرو اعمال می کنند و امکان تنظیم دقیق انطباق را برای هر کاربردی فراهم می کنند. در حالی که سیستم های پنوماتیکی نیز مقداری انطباق ذاتی را ارائه می دهند (یک سیلندر در صورت تجاوز نیرو از فشار هوا تسلیم می شود)، اتکا به هوای فشرده و شیرهای کنترل سفت و سخت، فضایی برای غیرقابل پیش بینی بودن تحت اضافه بار باقی می گذارد. با موتورهای ORCA، کاربران می توانند با برنامه ریزی محدودیت های حداکثر نیرو، انطباق ثابتی را با حداقل پیچیدگی مکانیکی به دست آورند و نیازی به رگولاتورهای فشار خارجی یا تنظیمات مکانیکی را از بین ببرند. موتورها را می توان طوری پیکربندی کرد که در آستانه های خاص (حتی به صورت پویا برنامه ریزی شده) تسلیم شوند و رفتار قابل پیش بینی و ایمن را در طول تعاملات فیزیکی تضمین کنند.

محرک های الکتریکی با استفاده از اجزای مکانیکی سفت و سخت و کنترل حلقه بسته پیشرفته، دقت بالاتری را نسبت به سیستم های پنوماتیکی ارائه می دهند. مجهز به رمزگذار یا حل کننده، آنها بازخورد بلادرنگ را برای موقعیت یابی دقیق و تکرارپذیر ارائه می دهند. برخلاف سیستم های پنوماتیکی، محرک های الکتریکی بدون توجه به شرایط خارجی مانند دما، نوسانات فشار، ولتاژ منبع تغذیه یا نیروهای خارجی مانند اصطکاک، ردیابی ثابتی را حفظ می کنند. این کنترل دقیق آنها را برای کاربردهایی که نیاز به کنترل حرکت دقیق، تحمل های تنگ و عملکرد تکرارپذیر در طول چرخه های عملیاتی طولانی دارند، ایده آل می کند.

برخلاف سیستم های پنوماتیکی که به اجزای خارجی متعدد (کمپرسورها، شیرهای کنترل، رگولاتورهای فشار و لوله کشی گسترده) نیاز دارند، موتورهای ORCA یک راه حل کاملاً یکپارچه با کنترلرهای PID داخلی، سنسورها و درایورها ارائه می دهند. فراتر از الزامات نگهداری کم، موتورهای ORCA کنترل حرکت پیشرفته ای را ارائه می دهند، از جمله بازخورد نیرو و موقعیت در زمان واقعی و جلوه های سینماتیکی قابل برنامه ریزی مانند میرایی قابل تنظیم، فنرهای مجازی و نوسانات. ادغام نرم افزاری یکپارچه با پلتفرم های مبتنی بر GUI بصری مانند IrisControls به کاربران امکان می دهد پروفایل های حرکتی بسیار خاص و پیچیده را بدون تنظیمات مکانیکی ایجاد کنند.

یکی دیگر از ملاحظات مهم در کاربردهای انسان و ماشین، آلودگی صوتی تولید شده توسط سیستم های محرک است. سر و صدای بیش از حد می تواند منجر به آسیب شنوایی، افزایش سطح استرس، کاهش بهره وری و محیط های کاری ناایمن شود. سیستم های پنوماتیکی معمولی در 60-90 دسی بل کار می کنند - به اندازه یک قطار مترو - در حالی که موتورهای الکتریکی ORCA در 20 دسی بل کار می کنند، قابل مقایسه با یک زمزمه.

همانطور که صنایع به طور فزاینده ای خواستار راندمان بالاتر، زمان خرابی کمتر، دقت و ایمنی در فرآیندهای تکرارپذیر هستند، سیلندرهای الکتریکی به عنوان یک جایگزین مناسب و اغلب برتر برای سیستم های پنوماتیکی ظاهر شده اند. با پیشرفت در کنترل، ادغام و عملکرد، سیلندرهای الکتریکی مدرن هزینه های نگهداری را کاهش می دهند، هزینه های عملیاتی را کاهش می دهند و عملکرد را افزایش می دهند. چه بازسازی سیستم های قدیمی و چه طراحی راه حل های اتوماسیون جدید، انتقال به محرک الکتریکی می تواند قابلیت اطمینان، انعطاف پذیری و کل هزینه مالکیت را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.