Aktoren und Sensoren bündeln ihre Kräfte in der Prüf- und Messtechnik

Ein Aktor ist ein Gerät, das Energie in mechanische Bewegung oder Kraft umwandelt. Ein Aktor ist für die Bewegung und Steuerung eines Mechanismus oder Systems verantwortlich. Er ist in Systemen hilfreich, indem er Bewegungen erzeugt oder physikalische Prozesse reguliert. Der Aktuator fungiert als Antriebselement und ermöglicht lineare und rotierende Bewegungen, übt Kraft aus und steuert verschiedene Vorgänge.

Eine Kraftmessdose, die extern angebracht oder in einen Aktuator integriert ist, misst die Kraft. Darüber hinaus helfen Aktuatoren, die mit Drehmomentaufnehmern ausgestattet sind, bei der Kontrolle des Drehmoments während Prüfungen wie Rotationsermüdung oder Materialverdrehung und gewährleisten eine genaue Überwachung und Einstellung während des gesamten Prüfprozesses.

Mit seiner präzisen Kraft- oder Bewegungssteuerung arbeitet der Aktuator mit der Kraftmessdose oder dem Drehmomentaufnehmer zusammen, der die angewandte mechanische Größe genau misst. Dieses Zusammenspiel gewährleistet die genaueste Datenerfassung und -analyse in verschiedenen Test- und Messanwendungen und schafft Vertrauen in die Ergebnisse.

Wie Aktuatoren in der Prüf- und Messtechnik eingesetzt werden

In der Prüf- und Messtechnik spielen Aktuatoren eine zentrale Rolle bei der Simulation realer Bedingungen und ermöglichen es, exakte Kräfte oder Bewegungen auf zu prüfende Objekte auszuüben. Diese praktische Anwendung ermöglicht es Ingenieuren und Forschern, die Leistung, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit verschiedener Komponenten und Systeme zu bewerten. Einige Standardanwendungen für Tests und Messungen sind:

Materialprüfung: Aktoren üben kontrollierte Kräfte oder Verschiebungen auf Materialien aus und ermöglichen so die Messung ihrer mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Festigkeit, Steifigkeit und Ermüdungsfestigkeit.

Zyklusprüfung: Aktuatoren geben Daten in einen Regelkreis ein, und der Aktuator ermöglicht die genaue Steuerung der Kraft, die auf einen Prüfgegenstand ausgeübt wird. Mit diesen Tests sollen die Grenzen des Produkts ausgelotet werden, damit Ingenieure und Hersteller ihre Konstruktionen bestätigen und Sicherheit und Haltbarkeit gewährleisten können.

Bauteilprüfung: Mit Aktuatoren können die Betriebslasten und Belastungen simuliert werden, denen Komponenten in ihren vorgesehenen Anwendungen ausgesetzt sind. So können Ingenieure potenzielle Fehlerstellen erkennen und ihre Konstruktionen optimieren.

Umweltprüfungen: Mit Aktuatoren können Vibrationen, Stöße und andere Umgebungsbedingungen simuliert werden, um die Leistung von Produkten in rauen oder extremen Umgebungen zu bewerten.

Automatisierung: Aktuatoren in automatisierten Prüfsystemen helfen bei der Durchführung sich wiederholender Aufgaben, wodurch die Effizienz erheblich gesteigert und das Risiko menschlicher Fehler verringert wird.

Beispiele für Aktuatoren mit Schnittstellensensoren

Aktuatoren sind kleine Bauteile, die Energie in ein lineares Moment umwandeln. Es gibt verschiedene Arten von Aktuatoren, darunter lineare, rotierende, hydraulische, pneumatische und andere. Jeder ist so konzipiert, dass er Kraft in verschiedenen Richtungen und auf verschiedenen Achsen erzeugt.

Linearaktuatoren mit Wägezellen üben präzise Zug- oder Druckbelastungen aus, um die Festigkeit von Materialien oder Komponenten zu bewerten. Die Kraftmessdosen sind in der Regel in Reihe mit der Abtriebswelle des Linearaktuators angeordnet oder in dessen Struktur integriert. Die Wägezelle misst die Kraft, die der Aktuator ausübt, wenn er schiebt oder zieht.

Drehantriebe mit Drehmomentaufnehmern wenden ein kontrolliertes Drehmoment an, um die Rotationsleistung von Motoren, Getrieben oder anderen rotierenden Bauteilen zu bewerten. Der Aufnehmer wird inline zwischen dem Drehantrieb und dem Objekt gekoppelt, und das aufgebrachte Drehmoment wird gemessen. Ein Drehmomentaufnehmer ist unerlässlich, um ein Überdrehen zu verhindern, das das Stellglied oder den Prüfling beschädigen könnte.

Hydraulische Stellantriebe mit Kraftmessdosen überwachen den Hydraulikdruck im Antriebssystem, der in direktem Zusammenhang mit der erzeugten Kraft steht. Die Druckregelung ist entscheidend für einen genauen und sicheren Betrieb.

Testrahmen für hydraulische Aktuatoren Anwendungsfall: Ein Interface-Kunde muss die auf seine elektrohydraulischen Aktuatoren wirkenden Kräfte überwachen und einen Qualitätstest durchführen. Die Aktuatoren befinden sich in der Regel in eingeschränkten Umgebungen, da sie für Anwendungen mit hohen Kräften geeignet sind, wie z. B. hydraulische Aktuatoren, die auf Marineschiffen installiert sind. Interface schlägt vor, einen Qualitätstest mit der 1200 High Capacity Standard Precision LowProfile™ Kraftmessdose durchzuführen. Die 1200er wird in den Testrahmen eingebaut, in dem sich die Stange des elektrohydraulischen Zylinders auf und ab bewegt, wenn sie mit einem Motor verbunden ist. Die Kraftmessdose 1200 misst die Kräfte des Aktuators im Lastrahmen. Präzise Kraftergebnisse werden mit dem 9840 Calibration Grade Multi-Channel Load Cell Indicator erfasst.

Pneumatische Aktuatoren helfen bei der Überwachung und Steuerung des pneumatischen Drucks, der die Kraft und Geschwindigkeit des Aktuators bestimmt. Sie sind in der Robotik und Fabrikautomation unverzichtbar, vor allem bei Anwendungen wie Motorsteuerungen.

Pneumatischer Aktuator Dichtungsdruck Anwendungsfall: Ein Unternehmen möchte sicherstellen, dass die Lippendichtung eines pneumatischen Aktuators unter verschiedenen Druckbelastungen hält. Interface schlägt vor, einen Ermüdungstest mit der 1200 Standard Precision LowProfile™ Kraftmessdose durchzuführen. Die 1200 wird außerhalb des pneumatischen Aktuators installiert, wo verschiedene Druckbelastungen gemessen werden. Der Test wird so lange durchgeführt, bis der pneumatische Aktuator demontiert wird. Die präzisen Kraftergebnisse werden mit dem 9840 Calibration Grade Multi-Channel Load Cell Indicator erfasst. Lesen Sie den Anwendungsfall.

Zusätzliche Aktuatoranwendungen in verschiedenen Branchen

Mit Sensoren ausgestattete Aktoren liefern die entscheidenden Daten, die für die Rückkopplungssteuerung, die Leistungsoptimierung und die Gewährleistung der Sicherheit erforderlich sind. Sie sind in der Technik, in Testlabors und bei der Prozesssteuerung nützlich.

Zugprüfmaschine

Ein Linearantrieb übt eine kontrollierte Zugkraft auf eine Materialprobe aus, bis diese bricht. Durch Ausrichten der Kraftmessdose auf die Probe wird die aufgebrachte Kraft während der gesamten Prüfung genau gemessen. Mit dieser Einrichtung werden Materialeigenschaften wie Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung bestimmt.

Kalibrierung von Drehmomentschlüsseln

Ein Drehantrieb übt ein bekanntes Drehmoment auf einen Drehmomentschlüssel aus. Ein Drehmomentaufnehmer wird zwischen dem Stellantrieb und dem Schlüssel angebracht, um das aufgebrachte Drehmoment genau zu messen. Mit dieser Einrichtung werden Drehmomentschlüssel kalibriert, um sicherzustellen, dass sie während des Gebrauchs genaue Drehmomentwerte liefern.

Kfz-Prüfung

Ein hydraulischer oder elektrischer Aktuator simuliert die realen Belastungen und Beanspruchungen von Automobilkomponenten wie Aufhängungssystemen, Lenkungskomponenten oder Motorlagern. Kraftmessdosen messen die auf das Element wirkenden Kräfte, während Drehmomentaufnehmer die angewandten Rotationskräfte (Drehmoment) messen. Dieser Aufbau hilft bei der Bewertung der Leistung, Haltbarkeit und Sicherheit von Fahrzeugkomponenten unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Beispielsweise messen Kraftmessdosen die auf Aufhängungskomponenten wirkenden Kräfte während der Prüfung und helfen so bei der Konstruktionsvalidierung und Leistungsoptimierung. Drehmomentaufnehmer überwachen das auf Motorkomponenten ausgeübte Drehmoment, um die ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen und Ausfälle zu verhindern.

Kontrolle des Fertigungsprozesses

Mit Aktuatoren ausgestattete Roboterarme positionieren Komponenten während der Montage präzise. Förderbänder nutzen Aktuatoren für eine kontrollierte Materialbewegung. In Robotergreifer integrierte Wägezellen sorgen für eine optimale Greifkraft und verhindern so die Beschädigung empfindlicher Bauteile. Drehmomentaufnehmer überwachen die von den Maschinen ausgeübten Kräfte, um einen effizienten Betrieb zu gewährleisten und Überlastungen zu vermeiden.

Testen und Überwachen von Geräten im Gesundheitswesen

Linearaktuatoren positionieren chirurgische Roboter präzise und ermöglichen minimalinvasive Eingriffe mit verbesserter Genauigkeit. Kraftmesszellen überwachen die von chirurgischen Robotern ausgeübten Kräfte und verhindern übermäßigen Druck auf empfindliches Gewebe. Mehrachsige Sensoren verfolgen die Position und Ausrichtung von Patientenbetten und gewährleisten eine präzise Anpassung an verschiedene medizinische Anforderungen. Darüber hinaus werden Aktuatoren in Patientenliftern, Krankenhausbetten und anderen medizinischen Geräten eingesetzt, um genaue und kontrollierte Bewegungen zu ermöglichen.

Überwachung von Baumaschinen

Linearaktuatoren steuern Kranausleger und ermöglichen die präzise Positionierung von schweren Lasten. Kraftmessdosen überwachen die von Baumaschinen ausgeübten Kräfte, verhindern Überlastungen und gewährleisten einen sicheren Betrieb. Drehmomentaufnehmer messen die Rotationskräfte in Kranmechanismen, sorgen für Stabilität und verhindern Unfälle.

Aktuatoren sind unverzichtbare Werkzeuge in der Prüf- und Messtechnik. Sie ermöglichen die Simulation von realen Bedingungen und die Anwendung präziser Kräfte und Bewegungen, was zu genaueren und zuverlässigeren Testergebnissen führt. Interface bietet Lösungen zur Kraft- und Drehmomentmessung für Aktuatoren an und fördert damit Innovation und Effizienz in zahlreichen Sektoren.