મેકાટ્રોનિક સિસ્ટમ્સના વાયુયુક્ત ઉપકરણો

મોબાઇલ મશીનો, રોબોટ્સ અને વિવિધ મેકાટ્રોનિક સિસ્ટમ્સ એક્ટ્યુએટર્સને આભારી તેમના ભાગોની સ્થિતિને ખસેડવાની અથવા બદલવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સિસ્ટમના આ અથવા તે ભાગની હિલચાલની દિશાને સ્વતંત્રતાની ડિગ્રી કહેવામાં આવે છે, અને એક્ટ્યુએટર પાસે સ્વતંત્રતાની વધુ ડિગ્રી હોય છે, મશીન, રોબોટ અથવા એક્ટ્યુએટરની ગતિશીલતા વધારે હોય છે.

ડ્રાઇવના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, એકબીજા સાથે મશીનના ભાગોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના વધુ કે ઓછા ગુણાત્મક અમલીકરણ, તેમજ તેની કામગીરીની કાર્યક્ષમતા અને સુગમતા પ્રાપ્ત થાય છે. એક્ટ્યુએટરનો પ્રકાર પસંદ કરવો એ એક મુશ્કેલ કાર્ય છે જે રોબોટિક એન્જિનિયરો અને ટેક્નોલોજિસ્ટ દ્વારા સિસ્ટમ ડિઝાઇન સ્ટેજ પર નક્કી કરવામાં આવે છે.

ઉપયોગમાં લેવાતી ડ્રાઇવ્સના લોકપ્રિય પ્રકારોમાંથી એક મેકાટ્રોનિક સિસ્ટમ્સમાં — ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટર… અહીં ગેસનો ઉપયોગ કાર્યકારી માધ્યમ તરીકે થાય છે, સામાન્ય રીતે સંકુચિત હવા, જેની ઊર્જા મિકેનિઝમને ચલાવે છે. એટલા માટે ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટર સસ્તા, ભરોસાપાત્ર, સેટ કરવા અને ચલાવવામાં સરળ અને આગ સલામત છે.કાર્યકારી પ્રવાહી (હવા) ખરીદવા અને નિકાલ કરવા માટે કોઈ ખર્ચ નથી.

જો કે, ત્યાં કેટલાક ગેરફાયદા છે, ઉદાહરણ તરીકે, પાઈપોની નબળી ચુસ્તતાને કારણે લિકેજને કારણે કાર્યકારી દબાણમાં સંભવિત ઘટાડો, જે શક્તિ અને ગતિ ગુમાવે છે, તેમજ સ્થિતિની જટિલતાઓ તરફ દોરી જાય છે. તેમ છતાં, વાયુયુક્ત મોટર્સ, હવાવાળો સિલિન્ડરો અને હવાવાળો વાયુયુક્ત મોટર્સ આજે રોબોટ્સ અને મોબાઇલ મશીનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ચાલો એક લાક્ષણિક ઉપકરણ જોઈએ વાયુયુક્ત ડ્રાઇવ… જેમ કે ન્યુમેટિક ડ્રાઇવમાં કોમ્પ્રેસર અને એર મોટરનો સમાવેશ થાય છે. આ સંયોજનમાં, સિસ્ટમ લોડની આવશ્યકતાઓ અનુસાર ડ્રાઇવની યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓને કન્વર્ટ કરી શકે છે.

ટ્રાન્સલેશનલ મૂવમેન્ટના ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટર્સ બે-પોઝિશન હોય છે, જ્યારે વર્કિંગ બોડીની હિલચાલ બે છેડાની સ્થિતિ વચ્ચે, તેમજ મલ્ટિ-પોઝિશન, જ્યારે ચળવળ જુદી જુદી સ્થિતિમાં હાથ ધરવામાં આવે છે.

ઓપરેશનના સિદ્ધાંત મુજબ, ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટર્સ સિંગલ-એક્ટિંગ (જ્યારે સ્પ્રિંગ પ્રારંભિક સ્થિતિમાં પાછા ફરવાનું પ્રદાન કરે છે) અથવા ડબલ-એક્ટિંગ (વળતર, કાર્યકારી ચળવળની જેમ, સંકુચિત હવા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે) હોઈ શકે છે. વાયુયુક્ત રેખીય એક્ટ્યુએટર્સ મુખ્યત્વે બે પ્રકારોમાં વહેંચાયેલા છે: પિસ્ટન અને ડાયાફ્રેમ.

વાયુયુક્ત પિસ્ટન એક્ટ્યુએટરમાં, પિસ્ટન કોમ્પ્રેસ્ડ એર અથવા સ્પ્રિંગની ક્રિયા હેઠળ સિલિન્ડરમાં ફરે છે (સિંગલ-એક્ટિંગ એક્ટ્યુએટર માટે રિટર્ન સ્ટ્રોક સ્પ્રિંગ દ્વારા આપવામાં આવે છે).વાયુયુક્ત ડાયાફ્રેમ એક્ટ્યુએટરમાં, ડાયાફ્રેમ દ્વારા બે પોલાણમાં વિભાજિત ચેમ્બરમાં એક બાજુ સંકુચિત હવા ડાયાફ્રેમને દબાવતી હોય છે, અને બીજી બાજુ, એક સળિયો ડાયાફ્રેમ સાથે જોડાયેલ હોય છે અને ડાયાફ્રેમમાંથી રેખાંશ બળ મેળવે છે. આમ, ચક્રીય નિયંત્રણ પ્રણાલીઓમાં ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટરનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે હોરીઝોન્ટલ સ્ટેમ મૂવમેન્ટ સાથે મેનિપ્યુલેટરમાં.

કાર્યાત્મક રીતે, ન્યુમેટિક એક્ટ્યુએટરને ચાર એકમોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: હવા તૈયારી એકમ, સંકુચિત હવા વિતરણ એકમ, એક્ટ્યુએટર મોટર અને સંકુચિત હવા ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ એક્ટ્યુએટરને.

એર કન્ડીશનીંગ યુનિટમાં, હવા સૂકાઈ જાય છે અને ધૂળથી સાફ થાય છે. પ્રોગ્રામ મુજબ, વિતરણ બ્લોક ખોલે છે અથવા બંધ કરે છે (વાલ્વની મદદથી) ડ્રાઇવ મોટર્સના પોલાણમાં સંકુચિત હવાનો પુરવઠો.

વાલ્વ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ દ્વારા અથવા વાયુયુક્ત રીતે (જો પર્યાવરણ વિસ્ફોટક હોય તો) સંચાલિત થાય છે. એક્ઝિક્યુટિવ એન્જિન બ્લોક વાસ્તવમાં પિસ્ટન સાથેના સિલિન્ડરો છે જે સીધી રેખામાં ફેરવે છે અથવા ખસેડે છે - આપેલ વિસ્થાપન, દળો અને ગતિમાં ભિન્ન ન્યુમેટિક સિલિન્ડરો.

દરેક એન્જિનનું પોતાનું કાર્ય ચક્ર હોય છે, અને ચક્રનો ક્રમ તકનીકી પ્રક્રિયા દ્વારા સખત રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે અને અનુરૂપ પ્રોગ્રામ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. રોબોટ નિયંત્રણ સિસ્ટમો... વિવિધ ઉપકરણોમાં સંકુચિત હવા પ્રસારિત કરવા માટેની સિસ્ટમ હાથ પરના કાર્ય અનુસાર, વિવિધ વિભાગો સાથે વાયુયુક્ત ડ્રાઇવનો ઉપયોગ કરે છે.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, વાયુયુક્ત ડ્રાઇવમાં ઊર્જાનું ટ્રાન્સમિશન અને રૂપાંતર આના જેવું લાગે છે.પ્રાઇમ મૂવર કોમ્પ્રેસરને ચલાવે છે, જે હવાને સંકુચિત કરે છે. સંકુચિત હવાને પછી કંટ્રોલ ઇક્વિપમેન્ટ દ્વારા ન્યુમેટિક મોટરને ખવડાવવામાં આવે છે, જ્યાં તેની ઊર્જા યાંત્રિક ઊર્જા (પિસ્ટન, સળિયાની હિલચાલ) માં રૂપાંતરિત થાય છે. તે પછી, કાર્યકારી ગેસ પર્યાવરણમાં વિસર્જિત થાય છે, એટલે કે, તે કોમ્પ્રેસરમાં પાછો આવતો નથી.

ન્યુમેટિક ડ્રાઇવ્સના ફાયદાઓને ભાગ્યે જ વધારે પડતું કહી શકાય. પ્રવાહીની તુલનામાં, હવા વધુ સંકુચિત, ઓછી ગાઢ અને ચીકણું, વધુ પ્રવાહી છે. દબાણ અને તાપમાન સાથે હવાની સ્નિગ્ધતા વધે છે.

પરંતુ હવામાં હંમેશા પાણીની વરાળની થોડી માત્રા હોય છે અને તેમાં લુબ્રિકેટિંગ ગુણધર્મો હોતા નથી, તેથી ચેમ્બરની કાર્યકારી સપાટીઓ પર ઘનીકરણની હાનિકારક અસરનું જોખમ રહેલું છે. તેથી, ન્યુમેટિક ડ્રાઇવ્સને કન્ડીશનીંગની જરૂર છે, એટલે કે, ડ્રાઇવની સર્વિસ લાઇફને વિસ્તૃત કરવા માટે તેમને અગાઉથી આવા ગુણધર્મો આપવામાં આવે છે જેમાં તેનો કાર્યકારી વાતાવરણ તરીકે ઉપયોગ થાય છે.