回転ロータリー バルブ アクチュエータのサプライヤーとして、私はロボット システムにおけるこれらのコンポーネントの需要が増大しているのを直接目撃してきました。ロータリー バルブ アクチュエータをロボットに統合すると、正確な制御、高効率、信頼性など、多くの利点が得られます。ただし、最適なパフォーマンスとシームレスな統合を確保するには、これらのアクチュエータが特定の要件を満たす必要があります。このブログ投稿では、ロボット システムで使用するために回転ロータリー バルブ アクチュエータが満たすべき主要な要件について説明します。
精度と精度
ロボット システムに関しては、精度と精度が最も重要です。回転ロータリー バルブ アクチュエータは、ロボット システムが高精度でタスクを実行できるように、正確な角度位置決めと再現性を提供できなければなりません。これは、化学処理や医薬品製造など、バルブを特定の角度で開閉する必要がある用途では特に重要です。
高い精度と精度を達成するには、回転ロータリー バルブ アクチュエータはバックラッシュが低く、ねじれ剛性が高い必要があります。バックラッシュとは、アクチュエータの歯車列の遊びまたは自由な動きの量を指し、位置決めの不正確さを引き起こす可能性があります。一方、ねじり剛性はアクチュエータのねじれに対する抵抗の尺度であり、バルブの位置の精度を維持するのに役立ちます。
高トルク出力
ロボット システムでは、多くの場合、バルブを効果的に操作するために高トルク出力を生成するためにロータリー バルブ アクチュエータを回転させる必要があります。トルク要件は、バルブのサイズとタイプ、バルブ間の圧力差、動作条件などのさまざまな要因によって異なります。たとえば、発電所や石油精製所で使用される大型の工業用バルブでは、アクチュエータはバルブに作用する摩擦力や圧力に勝つのに十分なトルクを生成する必要があります。
高トルク要件を満たすために、回転ロータリー バルブ アクチュエータは、高いギア比または強力なモーターを使用して設計できます。高いギア比により、アクチュエーターはモーターが生成するトルクを増大させることができ、強力なモーターはバルブを駆動するために必要な電力を供給できます。さらに、一部のアクチュエータは、トルク出力をさらに高めるためにギアとウォームドライブを組み合わせて使用する場合があります。
速い応答時間
ロボット システムでは、プロセス条件の変化に応じてバルブを迅速に開閉できるようにするために、応答時間が速いことが重要です。応答時間が遅いとシステムの動作が遅延する可能性があり、全体の効率と生産性に影響を与える可能性があります。したがって、回転ロータリー バルブ アクチュエータは、作動時間が短く、動作速度が高速になるように設計する必要があります。
速い応答時間を達成するには、アクチュエータのモーターと制御システムを急速な加速と減速に合わせて最適化する必要があります。さらに、アクチュエータの機械設計は、バルブの動きを遅くする可能性がある慣性と摩擦を最小限に抑える必要があります。一部の高度なアクチュエータでは、フィードバック制御システムを使用してバルブの位置を監視し、それに応じてアクチュエータの出力を調整して、高速かつ正確な応答を保証する場合もあります。
小型軽量設計
ロボット システムは、特に移動ロボットや協働ロボットなどの用途では、スペースと重量に制限があることがよくあります。したがって、回転ロータリ バルブ アクチュエータは、性能を犠牲にすることなく、コンパクトかつ軽量になるように設計する必要があります。コンパクトな設計により、アクチュエータをロボット システムに簡単に統合でき、軽量設計によりロボットの全体重量が軽減され、可動性とエネルギー効率が向上します。
コンパクトで軽量な設計を実現するために、回転式ロータリー バルブ アクチュエータには高度な材料と製造技術を使用できます。たとえば、一部のアクチュエータは重量を軽減するために軽量合金または複合材料を使用する場合がありますが、他のアクチュエータはサイズを最小限に抑えるために小型コンポーネントとモジュール設計を使用する場合があります。さらに、アクチュエータの設計を最適化して部品点数を減らし、組み立てプロセスを簡素化することで、サイズと重量をさらに削減することができます。
信頼性と耐久性
ロボット システムは、過酷で要求の厳しい環境で使用されることが多く、回転ロータリー バルブ アクチュエータには信頼性と耐久性が必要です。アクチュエータは、その性能や機能を損なうことなく、高温、湿度、振動、その他の環境要因に耐えることができる必要があります。さらに、アクチュエータは、ロボット システムの継続的な動作を保証するために、長い耐用年数を持ち、最小限のメンテナンスで済む必要があります。
信頼性と耐久性を確保するには、回転ロータリー バルブ アクチュエータは高品質基準を満たすように設計および製造される必要があります。アクチュエータのコンポーネントは、腐食、摩耗、疲労に強い高品質の材料で作られている必要があります。さらに、アクチュエータはその性能と信頼性を確保するために、さまざまな動作条件下で厳密にテストする必要があります。一部のアクチュエータには、潜在的な故障を検出して防止するための診断機能と自己監視機能が組み込まれている場合もあります。
ロボット制御システムとの互換性
回転ロータリー バルブ アクチュエータは、シームレスな統合と操作を保証するためにロボット制御システムと互換性がある必要があります。アクチュエーターはロボットのコントローラーと通信し、コマンドを正確に受信できる必要があります。さらに、アクチュエータは、さまざまな種類のロボット システムと簡単に統合できるように、Modbus、Profibus、Ethernet などのさまざまな通信プロトコルをサポートする必要があります。
互換性を確保するには、回転ロータリー バルブ アクチュエータは、さまざまなロボット制御システムで動作するように簡単に構成できる柔軟な制御インターフェイスを備えて設計する必要があります。アクチュエータの制御システムは、閉ループ制御を可能にしてシステム全体のパフォーマンスを向上させるために、バルブの位置、トルク、速度などのフィードバック信号をロボットのコントローラに提供できる必要もあります。
安全機能
ロボット システムでは、特に怪我や損傷の危険がある用途で回転ロータリー バルブ アクチュエータを使用する場合、安全性が重要な考慮事項となります。アクチュエータには、事故を防止し、オペレータと装置を保護するための安全機能が装備されている必要があります。一般的な安全機能には、過トルク保護、リミット スイッチ、緊急停止ボタンなどがあります。
オーバートルク保護は、トルクがあらかじめ設定した制限値を超えた場合にアクチュエータを自動的に停止する機能で、バルブやアクチュエータの損傷を防止します。リミットスイッチはバルブの終端位置を検出し、バルブがこれらの位置に到達したときにアクチュエーターを停止するために使用されます。これにより、バルブのオーバートラベルや損傷を防ぐことができます。非常停止ボタンを装備しており、緊急時にアクチュエータを即座に停止させることができます。
費用対効果
最後に、ロボット システム用の回転ロータリー バルブ アクチュエータを選択する際に、費用対効果を考慮することが重要な要素です。アクチュエータは、性能、信頼性、コストのバランスが取れている必要があります。高性能アクチュエータはより優れた機能を提供する可能性がありますが、より高価になる可能性もあります。したがって、ロボット システムの特定の要件を評価し、これらの要件を満たす適切なコストのアクチュエータを選択することが重要です。
当社はターニングロータリバルブアクチュエータのサプライヤーとして、上記の要件を満たす製品を幅広く提供しています。当社のアクチュエーターは、精度、信頼性、耐久性を確保するために、最新のテクノロジーと高品質の素材を使用して設計および製造されています。また、お客様の特定のニーズを満たすためにカスタマイズされたソリューションも提供します。
ロボット システム用の回転ロータリー バルブ アクチュエータをお探しの場合は、詳細についてお問い合わせいただくことをお勧めします。当社の専門家チームは、お客様の用途に適したアクチュエータの選択を喜んでお手伝いし、競争力のある見積もりを提供いたします。当社の製品について詳しくは、当社の Web サイトにアクセスしてください。
参考文献
- [1] 『ロボティクスとオートメーション ハンドブック』、トーマス R. カーフェス編、CRC Press、2016 年。
- [2] 『バルブ アクチュエーター: 選択、設置、およびトラブルシューティング』、David W. Spitzer 著、エルゼビア、2013 年。
- [3] 「産業用ロボット: テクノロジー、プログラミング、およびアプリケーション」Michael P. Groover著、Wiley、2016年。