Hvad er elektromekaniske anordninger?
Næsten enhver enhed med en elektrisk og mekanisk komponent kan betegnes som elektromekanisk (EM). Man kan endda kalde en elektrisk motor for en elektromekanisk anordning, fordi den omdanner elektricitet til roterende (mekanisk) bevægelse.
I denne diskussion vil vi fokusere på et par eksempler på enkle konstruktioner, der oftest anvendes eksternt til fremstilling af medicinsk udstyr. Desuden styrer en controller et eller andet sted i konstruktionen EM-enhedens funktioner. (Et kort afsnit om controllere ledsager denne diskussion.) I øjeblikket er der kun få EM-apparater, bortset fra mekaniske hjerter eller hjertestøtteapparater, der kan implanteres, men det vil ændre sig.
En tendens i udformningen af nogle få EM-apparater går i retning af miniaturisering for at gøre dem så diskrete som muligt, enten i sundhedssektoren eller som bærbare enheder. Ved at undersøge nogle få eksempler på EM-enheder kan man skitsere landskabet af de tilgængelige variationer.
Tænk på en bestemt vekselstrømsdrevet elektrisk aktuator, der fungerer fra 100 til 240 Vac. Den leveres med positioneringselektronik (til at definere bevægelsesgrænserne), der er UL-listet, hvilket betyder, at enheden opfylder UL-sikkerhedsstandarderne. Aktuatorerne kombinerer en børsteløs servomotor med enten roterende eller lineær (udgangs-) aktivering og digital positionsstyring.
Elektromekaniske cylindre (selv om de ikke er cylindriske) giver brugerne kontrol over positioneringsnøjagtighed, aksialt tryk, drejningsmoment og hastighed, hvilket giver mere fleksibilitet til applikationer, der traditionelt bruger hydrauliske eller pneumatiske cylindre. Enhederne anvender en præcisionsrullet, kugleskrue-aktuator, der sikrer høj positioneringsnøjagtighed og repeterbarhed og eliminerer stick-slip-effekten.
For at give et indtryk af, hvad sådanne cylindre kan tilbyde, findes enhederne fra en producent i seks størrelser med slaglængder på op til 2.000 mm og hastigheder på op til 1,6 m/s. Hver enhed er klassificeret til et IP65-beskyttelsesniveau.
Som du kan forestille dig, spænder kvaliteten af EM-enhederne over en række forskellige områder. De med en klassificering på IP65 (international beskyttelse) er beskyttet mod faste stoffer, genstande og vand. 6 angiver beskyttelse mod støv, mens 5 angiver beskyttelse mod væsker og lavtryksstråler af vand fra alle retninger.
Et andet eksempel på en EM-enhed er en serie af aktuatorer, der omfatter eksplosionssikre enheder. Den lineære aktuator opfylder ATEX-kravene (EU-direktiverne for eksplosionssikkert udstyr) til brug i potentielt eksplosive atmosfærer, f.eks. områder med højt iltindhold. Denne type lineær aktuator omfatter en rulleskrue med en servomotor i en selvstændig pakke, der er beregnet til pålidelig og præcis drift i tusindvis af timer og til håndtering af tunge belastninger – selv under vanskelige forhold. Disse servo-elektromekaniske systemer siges at være et rent, hurtigt, enkelt og omkostningseffektivt alternativ til hydraulik og har længere levetid end pneumatik.
Som et tredje eksempel kan nævnes griberen, en anordning, der ofte anvendes sammen med pick-and-place-robot-systemer. Fingerformet værktøj, eller kæber, fastgøres til griberne for at holde en genstand. De findes i en lang række forskellige stilarter og med forskellige drevne designs. Tre almindelige typer er parallelle (tofingrede), trefingrede og vinklede designs. De mest almindelige er parallelle konstruktioner med to fingre, der lukker sig om et arbejdsemne for at gribe det eller åbner sig for at skabe kontaktfriktion på en indvendig overflade. Tre-finger-designs holder arbejdsemnet i midten.