産業用電動アクチュエータにおけるプリント基板の働き

電動アクチュエータの制御は、直流モーターへの電圧の極性を変更する内蔵コントローラーまたはHブリッジに基づいています。わずか数mAの高いデジタル信号で電動アクチュエータが動作するため、低電流スイッチングのメリットを享受できます。

一体型Hブリッジは、速度やランプなどの PCB からのさまざまな制御オプションを開きます。

これは H ブリッジで、中央にはモーターのプラス端子とマイナス端子への電力接続があります。4つのスイッチ（この場合はトランジスタ）が Hブリッジの上部と下部の電源に接続されています。これらのトランジスタは、機械式リレーの機能を代替します。Hブリッジは、電動アクチュエータの出入り動作を比較的シンプルに制御します。電力がオンのとき、トランジスタの2つを有効化して、モータ接続を越えて対角線上に電流を作り、モータを一方向に動作させる必要があります。方向を変更するには、以前に有効化された 2 つのトランジスタを無効化し、他の2つのトランジスタを有効化することによって電流の流れを変更する必要があります。

最も重要な事項の一つとして電動シリンダーの位置情報を得ることが挙げられます。プリント基板を実装した電動シリンダーの位置情報は、スピンドル1回転あたりのパルス数をカウントするホールセンサーで取得します。

従来、スピンドルの各端に電気スイッチが取り付けられ、物理的なエンドストップに到達するたびに位置決めシステムを較正していました。電動アクチュエータからの信頼性の高い位置フィードバックを確保するには、これらのリミットスイッチの少なくとも 1 つを定期的に有効化する必要があります。そうでない場合、エンコーダのホールパルスが見つからないために、主に電源を切った状態で位置フィードバックが時間の経過とともにドリフトする可能性があります。

この制限により、電動アクチュエータがフルストロークを利用しなかった用途では、時間の経過とともに不正確な位置フィードバックを作る可能性があります。

LINAK^®が開発した新しい初期化原理 直線動作の初期化方法が変わりました。これは、スピンドルナットに取り付けられた小さな磁石を利用し、ストローク長の早い「ゼロ」点にあるアクチュエータ PCB の 2 つのホールセンサーを通過します。センサーは、スピンドルナットの磁石が通過すると反応し、2 つのホール信号を生成します。マイクロプロセッサは、2 つの磁場の交点をチェックし、初期化の基準点としてこの交点を使用します。

プリント基板のさまざまな機能が、LINAK^®産業用電動アクチュエータを取り付けた機械を保護するのに役立っています。ハートビート信号により電子機器は適切に稼働し、ソフトスタート/ストップ機能は装置や電動シリンダーへの機械的ストレスを軽減します。この機能は、発進の際、自動車のクラッチ操作に似た緩やかな傾斜状の動作をＰＷＭ出力を制御することで行っています。

電流や温度を測定することで、プリント基板上の電子部品を保護し、電動シリンダーの信頼性を維持しています。マイクロコントローラがHブリッジを使って電流を測定し、電流が設定範囲を逸脱すると出力を遮断します。センサーはHブリッジと電動シリンダーのハウジング内の温度を監視し、熱が損傷を与える前に動作を停止させます。

EMC（電磁両立性）保護のため、アクチュエータのプリント基板（PCB）は負荷遮断機能と極性保護機能を備えています。LINAK産業用電動シリンダーの負荷遮断の初期設定は45ボルトです。電圧がこの値を超えると、プリント基板は電源を遮断します。極性保護により、電源線を誤って接続した場合でも電動アクチュエータは損傷しません。