Actuadores, que sirven como la piedra angular del movimiento

1. Conceptos básicos de un actuador

Un actuador puede describirse como un componente que se encuentra en varios dispositivos y máquinas, cuya función es convertir la energía de diferentes fuentes, como la potencia eléctrica, la presión hidráulica, las fuerzas neumáticas y más, en movimiento mecánico controlable. Los requisitos de entrada específicos y las características operativas de un actuador dependen del tipo de energía que se convertirá y del propósito previsto del actuador.

¿Cómo funcionan los actuadores?

Los actuadores eléctricos utilizan corriente eléctrica o voltaje como entrada para generar la salida mecánica deseada. Los actuadores hidráulicos aprovechan los fluidos incompresibles para producir fuerza y ​​movimiento, mientras que los actuadores neumáticos dependen del aire comprimido para lograr el mismo resultado. Independientemente de la entrada de energía específica, el resultado final es el Conversión de energía en energía mecánica, que se manifiesta como movimiento físico o la ejecución de tareas mecánicas.

A pesar de no obtener el mismo nivel de atención diaria de los medios como conceptos como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, Los actuadores ocupan un papel crucial en el mundo moderno, incomparable por la mayoría de los otros dispositivos inventados. Sirven como componentes indispensables en numerosas aplicaciones industriales, que van desde los sistemas mecatrónicos que controlan los brazos robóticos hasta el manejo preciso de los parámetros del motor en los sistemas automotrices. Los actuadores contribuyen significativamente a la operación eficiente y efectiva de varias maquinarias y equipos y existen miles de millones de ellos en la actualidad.

En resumen, un actuador representa un vínculo vital entre las fuentes de energía y la salida mecánica, convirtiendo diversas formas de energía en movimiento físico controlado. Su funcionamiento confiable y preciso permite la realización práctica de numerosos avances tecnológicos, subrayando su estado indispensable en el paisaje industrial actual.

"Los actuadores no pueden tomar titulares como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en los medios de comunicación, pero juegan un papel integral en nuestro mundo moderno que no tiene paralelo por ningún otro dispositivo creado".

2. Diferentes tipos

Actutores lineales eléctricos

Primero, tenemos actuadores lineales eléctricos. Imagínese estos como los caballos de batalla de la familia del actuador. Están diseñados para producir movimiento lineal, lo que significa que empujan o tiran en línea recta. Piense en una varilla motorizada que se extiende o se retrae, lo que permite un movimiento preciso y controlado. Los actuadores lineales eléctricos encuentran aplicaciones en varios dominios, desde robótica y automatización hasta muebles ajustables o incluso equipos médicos.

Actuadores rotativos

A continuación, tenemosactuadores rotativos, o Motores de engranaje de DC, Como a veces se les llama. Estos son los hermanos de los actuadores lineales eléctricos, pero en lugar del movimiento lineal, giran o giran. Son como el corazón giratorio de una máquina, proporcionando fuerza de rotación para mover componentes. Encontrará actuadores rotativos en cosas como maquinaria industrial, válvulas, robótica o incluso motores de limpiaparabrisas, por lo que también puede imaginar que también vienen en una amplia gama de tamaños. Los motores de engranaje de CC se encuentran en todos los actuadores lineales, no es hasta que agrega un tornillo de plomo y algún cambio de límite electrónico se convierten en un actuador lineal. El motor de la engranaje eléctrico es lo que crea el movimiento giratorio de un motor, y los engranajes se usan para frenar la velocidad pero aumentar el par, para permitir un movimiento rotativo más utilizable que esté disponible para las aplicaciones diarias. Para resumir un motor de engranaje de CC, hace que el movimiento rotativo se pueda usar. Un motor eléctrico por sí solo no es muy útil, es demasiado rápido y no tienen mucho torque. La caja de engranajes se agrega a los motores para frenarlos y aumentar el torque para hacer un dispositivo de control de movimiento útil.

Actuadores piezo

Ahora, hablemos de actuadores piezo. Son los magos tecnológicos del mundo del actuador, utilizando materiales piezoeléctricos. Cuando se aplica un campo eléctrico, estos materiales cambian de forma, lo que resulta en un movimiento altamente preciso. Los actuadores piezográficos son conocidos por su excepcional precisión, capacidad de respuesta y capacidad para operar en entornos exigentes. A menudo se usan en campos como nanotecnología, microscopía e incluso en dispositivos de audio de alta gama. La desventaja de los actuadores piezoeléctricos es que su accidente cerebrovascular en los micras, de hecho, nunca es probable que veas un actuador piezoal con un golpe de más de 10 mm.

Actuadores hidráulicos y neumáticos

Continuando, nos encontramos actuadores hidráulicos y neumáticos. Operan con diferentes principios, pero ambos usan energía de fluido para generar movimiento. Los actuadores hidráulicos utilizan líquidos incompresibles, mientras que los actuadores neumáticos emplean aire comprimido. Estos actuadores son conocidos por sus inmensas capacidades de fuerza, lo que los hace ideales para aplicaciones de servicio pesado. Encontrará actuadores hidráulicos en maquinaria de construcción, prensas industriales o incluso tren de aterrizaje de aeronaves. Los actuadores neumáticos, por otro lado, se encuentran comúnmente en los sistemas de automatización, herramientas a aire e incluso en el control de válvulas o puertas.

Por último, tenemos rastrear actuadores también conocido como actuadores deslizantes. Son como los artistas versátiles de la familia del actuador lineal, capaces de movimiento lineal a lo largo de una vía o riel. Imagine un control deslizante que se mueve suavemente hacia adelante y hacia atrás, permitiendo una posición o ajustes precisos. Los actuadores de seguimiento encuentran uso en varias aplicaciones, como robótica, controles deslizantes de cámara para filmar o incluso en dispositivos médicos donde se requiere un movimiento preciso a lo largo de una pista.

3. Aplicaciones

Los actuadores desempeñan un papel crucial en traer movimiento y automatización a varios dispositivos y sistemas que encontramos en nuestra vida diaria.. Estos dispositivos actúan como los "músculos" de las máquinas, convirtiendo la energía en movimiento mecánico para realizar una amplia gama de tareas. Desde interruptores de encendido simples hasta sistemas robóticos complejos, los actuadores encuentran aplicación en numerosos campos, que ofrecen una funcionalidad, conveniencia y eficiencia mejoradas.

Los actuadores vienen en varias formas, cada una adaptada para cumplir con requisitos y tareas específicos. Exploremos algunos de los diferentes tipos de actuadores y algunas aplicaciones típicas en las que se destacan:

1. Actuadores lineales eléctricos: Estos actuadores se usan ampliamente para un control de movimiento lineal preciso. Se encuentran en aplicaciones como:
   • Automatización del hogar: alimentación de tratamientos de ventanas motorizadas, muebles ajustables y cerraduras de puerta automatizadas.
   • Salud: habilitar camas ajustables, ascensores de pacientes y posicionamiento de equipos médicos.
   • Automatización industrial: control de sistemas transportadores, brazos robóticos y mecanismos de manejo de materiales.
2. Actuadores hidráulicos: Estos actuadores aprovechan el poder de los fluidos presurizados, típicamente aceite o agua, para generar fuerza y ​​movimiento. Se encuentran comúnmente en aplicaciones como:
   • Aeroespacial: alimentando superficies de control de vuelo como alerones, ascensores y tren de aterrizaje.
   • Maquinaria pesada: excavadoras operativas, cargadores y prensas hidráulicas.
   • Automotriz: control de sistemas de frenado, dirección asistida y techos convertibles.
3. Actuadores neumáticos: Estos actuadores usan aire o gas comprimido para generar movimiento mecánico. Se utilizan ampliamente en aplicaciones como:
   • Robótica: habilitando mecanismos de agarre, brazos robóticos y líneas de ensamblaje automatizadas.
   • Sistemas HVAC: controladores de amortiguadores, válvulas y compresores de aire para un control climático eficiente.
   • Dispositivos médicos: facilitando extremidades protésicas, bombas neumáticas e instrumentos quirúrgicos.
4. Actuadores piezoeléctricos: Estos actuadores utilizan el efecto piezoeléctrico para generar movimiento a través de la deformación de ciertos materiales. Encuentran aplicación en áreas como:
   • Nano posicionamiento: habilitación de movimientos ultra precisos en microscopios de sonda de escaneo y microscopios de fuerza atómica.
   • Óptica y fotónica: espejos ajustados, posicionamiento de lentes y dirección del haz láser.
   • Dispositivos médicos: facilitar la dosificación de precisión, microcirugía y procedimientos mínimamente invasivos.
5. Actuadores rotativos Juega un papel importante en diversas aplicaciones, proporcionando movimiento de rotación para una multitud de tareas. Aquí hay algunas aplicaciones clave donde los actuadores rotativos se emplean comúnmente:
   • Robótica: Actuadores rotativos se utilizan ampliamente en sistemas robóticos para permitir un movimiento rotacional preciso y controlado. Ellos impulsan las articulaciones de los robots, lo que permite un movimiento versátil y articulado, lo cual es crucial para tareas que van desde la automatización industrial hasta la robótica de asistencia en la atención médica.
   • Fabricación y automatización industrial: Los actuadores rotativos encuentran aplicaciones en procesos de fabricación, como líneas de ensamblaje, manejo de materiales y operaciones de mecanizado. Permiten posicionamiento preciso, indexación giratoria y actuación de herramientas robóticas o excrementos.
   • Válvulas y amortiguadores: Los actuadores rotativos son parte integral de los sistemas de control de válvulas, facilitando la apertura y el cierre de válvulas en procesos industriales, plantas de tratamiento de agua y sistemas de HVAC. También juegan un papel en el control de amortiguadores en los sistemas de ventilación para una gestión eficiente de flujo de aire.
   • Industria automotriz: Los actuadores rotativos se utilizan en varios sistemas automotrices, que incluyen control del acelerador, mecanismos de dirección, techos convertibles y control electrónico de estabilidad. Aseguran un movimiento suave y preciso, mejorando el rendimiento y la seguridad del vehículo.
   • Aeroespacial y defensa: Los actuadores rotativos son componentes cruciales en aplicaciones aeroespaciales, como superficies de control de vuelo (alerones, ascensores, timones), caminos de aterrizaje y sistemas de orientación de misiles. Proporcionan un control preciso y confiable de estas funciones críticas.
   • Equipo de entretenimiento y escenario: Los actuadores rotativos se encuentran comúnmente en los equipos de la industria del entretenimiento, como etapas giratorias, sistemas de iluminación automatizados y piezas en movimiento. Permiten actuaciones dinámicas y cautivador controlando suavemente y con precisión el movimiento de estos elementos.
   • Energía renovable: Los actuadores rotativos se emplean en sistemas de energía renovable como turbinas eólicas y sistemas de seguimiento solar. Permiten el ajuste y el posicionamiento de las palas del rotor en las turbinas eólicas para una captura de viento óptima y rastrean el movimiento del sol para obtener la máxima absorción de energía solar.
   • Dispositivos médicos: Los actuadores rotativos desempeñan un papel en equipos médicos, incluidos robots quirúrgicos, sistemas de diagnóstico de imágenes y dispositivos protésicos. Proporcionan un movimiento rotacional controlado para procedimientos precisos, ajustes de imágenes y movilidad de asistencia.

4. Cómo elegir

Encontrar el ajuste perfecto:

Seleccionar el actuador correcto depende de varios factores relacionados con sus requisitos específicos. Las consideraciones incluyen el alcance del movimiento necesario en su sistema (lineal o rotativo), la fuerza requerida, si la fuerza será consistente en todo el accidente cerebrovascular del actuador o solo en una dirección, la importancia de la velocidad y la disponibilidad de energía de entrada.

Estas preguntas pueden parecer amplias, pero son factores cruciales que deben abordarse. En FIRGELLI, nos especializamos en actuadores lineales eléctricos y también ofrecemos algunos actuadores rotativos. Hemos desarrollado herramientas para ayudarlo a determinar el modelo de actuador apropiado para su aplicación. El proceso típico implica los siguientes pasos:

Paso 1.Evaluar el tipo de movimiento requerido:

¿Su aplicación necesita movimiento rotativo o lineal? Si necesita un movimiento lineal, entonces ingrese nuestra página de selección de actuador lineal. Si necesita movimiento rotativo, obtenga nuestra página de actuadores rotativos.

Paso 2: Descubra cuánta fuerza necesita:

El propósito principal de un actuador es generar movimiento o levantar un objeto. En su situación o aplicación específica, es crucial determinar el peso del objeto. Tenga en cuenta que la distribución de la carga puede no ser uniforme durante todo el viaje del actuador.

La capacidad de carga de un actuador indica el peso máximo que puede levantar. Si bien los diferentes actuadores pueden parecer similares, sus capacidades de carga pueden variar. Por lo tanto, antes de comprar un actuador, es esencial garantizar que su capacidad coincida con el peso de su objeto.

Por ejemplo, consideremos que necesita levantar un peso de 100 libras. En este caso, no recomendamos comprar un actuador de fuerza de 100 libras porque es importante tener un margen de seguridad integrado en el sistema. Ejecutar un actuador en su nivel máximo de potencia no es ideal, al igual que conducir un automóvil a su velocidad máxima constantemente. El automóvil no está diseñado para esta operación sostenida de alta velocidad.

Por lo tanto, si necesita una fuerza de 100 libras, sugerimos elegir un modelo de fuerza de 150 libras o 200 libras para garantizar la seguridad y el rendimiento óptimo.

Paso 3: Evaluar el nivel de precisión requerido:

Cuando se trata de actuadores lineales eléctricos, hay principalmente dos tipos principales: aquellos con retroalimentación y aquellos sin. Un actuador sin retroalimentación opera simplemente entrando y saliendo, sin ninguna capacidad incorporada para determinar su propia posición cuando se encuentra entre trazos. A menos que proporcione una señal para detener su movimiento durante la carrera, continuará moviéndose.

Sin embargo, ciertas aplicaciones requieren conocimiento de la posición del actuador durante su accidente cerebrovascular. Puede haber varias razones para esto, como la necesidad de mover algo a una posición específica o sincronizar múltiples actuadores para que funcionen precisamente a la misma velocidad y tiempo, independientemente de la fuerza o los cambios involucrados.

En el último caso, un actuador de retroalimentación es necesario. Estos tipos de actuadores incluyen sensores incorporados, como Hall u Sensores ópticos, que proporcionan retroalimentación a un controlador. Esta retroalimentación permite al controlador monitorear y determinar constantemente la posición del actuador.

El FIRGELLI Controlador FCB-1 es un dispositivo que se puede conectar a hasta cuatro actuadores simultáneamente, leyendo las señales de posición de las cuatro para proporcionar un control sincronizado.

Si no se requiere control posicional para su aplicación, un actuador simple sin comentarios será más que suficiente.

Paso 4: Considere la entrada de energía:

Si está considerando un sistema eléctrico para su actuador, es esencial determinar el voltaje disponible y el sorteo de corriente. Sin embargo, incluso si opta por sistemas hidráulicos o neumáticos, aún requerirá electricidad para operarlos. El punto clave aquí es que para aplicaciones móviles como automóviles o camiones, es común tener una fuente de alimentación de 12VDC disponible.

5. Cómo instalar

La instalación de un actuador dependerá de varios factores, como la ubicación de los puntos de conexión en el actuador. Si está instalando un actuador lineal, debe considerar el tipo de movimiento que producirá. Por ejemplo, aunque el actuador es lineal, no significa que su movimiento sea estrictamente lineal. Consideremos un escenario en el que está levantando una escotilla con bisagras para acceder al ático, similar a abrir una tapa del tronco. En este caso, el actuador girará a través de un ángulo a medida que abre la tapa de la escotilla o el tronco. Por lo tanto, es crucial permitir que el actuador gire libremente durante la operación. Esta es la razón por la cual los actuadores lineales están equipados con horarios en cada extremo, lo que permite el uso de un pasador cruzado para conectar el actuador a la aplicación y permiten el movimiento rotacional. Typicall las personas usan un Soporte del actuador Para cada extremo de un actuador y estos soportes coinciden con el modelo de actuador utilizado.

6. Versatilidad

"Con la creciente popularidad de las tendencias de automatización, los clientes buscan continuamente vías para incorporar actuadores en sus aplicaciones".

Los actuadores ofrecen una amplia gama de características versátiles, lo que las hace adecuadas para numerosas aplicaciones e industrias. Su capacidad para generar movimiento preciso y controlado permite su integración en diversos sistemas, mejorando la automatización y la eficiencia.

En entornos industriales, los actuadores encuentran utilidad en robótica, equipos de fabricación y líneas de ensamblaje. Permiten posicionamiento preciso, elevación, empuje o tirar de objetos, contribuyendo a procesos de producción simplificados. Los actuadores también se usan comúnmente en aplicaciones automotrices, como ventanas eléctricas, ajustes de asientos y puertas automatizadas, proporcionando conveniencia y comodidad a los usuarios.

En el campo de la atención médica, los actuadores juegan un papel vital en dispositivos y equipos médicos. Permiten el movimiento preciso de las herramientas quirúrgicas, las camas ajustables y las ayudas de movilidad, la mejora de la atención y la comodidad del paciente. Los actuadores también encuentran aplicaciones en la industria aeroespacial, donde controlan diversas funciones, como la implementación del tren de aterrizaje, los ajustes del aleta del ala y los sistemas de posicionamiento por satélite.

Además, la versatilidad de los actuadores se extiende a la automatización del hogar, donde se emplean en sistemas domésticos inteligentes, muebles motorizados y persianas automatizadas. Estos actuadores mejoran la conveniencia, la eficiencia energética y la comodidad general dentro de los espacios residenciales.

La adaptabilidad de los actuadores se evidencia aún más por su uso en maquinaria agrícola, sistemas de ventilación, paneles solares e incluso instalaciones artísticas. Ofrecen un control preciso, operación confiable y resistencia, lo que les permite prosperar en diversos entornos y aplicaciones.

Con su versatilidad y amplias capacidades, los actuadores continúan revolucionando varias industrias, permitiendo la automatización, mejorando la funcionalidad y mejorando el rendimiento general en innumerables aplicaciones.

• Industria: Vehículos industriales y agrícolas, equipos automatizados, equipos de transporte intralogístico, apertura de ventanas y sistemas de ventilación ...
• Médico: camas, mesas, sillas médicas y carros, ascensores de pacientes, ayudas de movilidad ...
• Muebles del hogar: sillones, reclinadores, muebles de cocina, escritorios ...
• Muebles profesionales: Desese de sentarios, estaciones de trabajo, bancos de laboratorio, estaciones de control, unidades de visualización ...

Por qué elegirFIRGELLI ¿Actuadores lineales eléctricos? Por más de 20 años, FIRGELLI  ha estado apoyando a sus clientes en sus proyectos de desarrollo de productos con soluciones llave en mano completas.