فضای صنعتی یک کارخانه تولیدی مجهز را در نظر بگیرید؛ جایی که در آن بازوهای رباتیکی به طور هماهنگ و بدون وقفه در حال حرکت هستند. آنها جزئی از خط تولید بزرگتری هستند که محصولات را با دقت و سرعتی فراتر از توانایی انسانی، مونتاژ میکنند.
این فضا، واقعیتی قابل لمس در بسیاری از کارخانه های تولیدی در دنیا است که به لطف شگفتی اکچویتورها در اتوماسیون صنعتی شکل میگیرد.
اکچویتورها که اغلب دیده نمیشوند، قدرت مکانیکی دنیای اطراف ما را تامین میکنند. از حرکات ظریف یک نوار نقاله که قطعات خودرو را در یک خط مونتاژ انتقال می‌دهد، تا حرکات پیچیده بازوهای رباتیک در تاسیسات بسته بندی، اکچویتور ها نقش کلیدی در تبدیل سیگنالهای الکتریکی به حرکت فیزیکی ایفا میکنند.
در یک تعریف ساده، اکچویتور وسیله‌ای است که چیزی را به حرکت در آورده یا باعث عمل کردن آن می‌شود.
اشاره داشتیم که اکچویتورها با استفاده از انرژی دریافتی خود چیزی را به حرکت درمی‌آورند. به عبارت دیگر، اکچویتورها انرژی دریافتی خود را به حرکت مکانیکی فیزیکی تبدیل میکنند.
اکچویتورها برای ایجاد حرکت مکانیکی-فیزیکی می‌توانند از سه منبع انرژی متفاوت استفاده کنند.
- اکچویتورهای پنوماتیک با استفاده از هوای فشرده کار میکنند.
- اکچویتورهای هیدرولیک از انواع مختلف مایعات به عنوان منبع انرژی استفاده میکنند.
- اکچویتورهای الکتریکی نیز از نیروی برق (مستقیم یا متناوب) برای عملکرد خود استفاده میکنند.
مثالهایی از اکچویتورها
در این بخش، عملکرد چند نمونه معمولی از اکچویتورها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
اکچویتورهای پنوماتیک، سیگنال پنوماتیک (هوای فشرده) را از طریق یک دریچه در بالای سیلندر دریافت میکنند. این سیگنال فشاری را بر روی یک صفحه دیافراگم اعمال کرده و باعث حرکت میله شیر به سمت پایین می‌شود. بدین ترتیب یا به شیر کنترل ضربه‌ای وارد می‌شود، یا حرکت کرده و عمل باز و بسته شدن شیر انجام می‌شود.
به عنوان مثالی دیگر، یک اکچویتور الکتریکی را در نظر بگیرید که یک شیر پروانه‌ای را کنترل می‌کند. هنگامی که موتور الکتریکی این اکچویتور عمل می‌کند، شیر پروانه‌ای باز یا بسته می‌شود.
به عنوان مثال آخر نیز یک اکچویتور هیدرولیک در یک کامیون کمپرسی را در نظر بگیرید. اکچویتور هیدرولیک در این کامیون‌ها مانند یک جک باعث بالا رفتن بدنه کمپرسی و تخلیه بار می‌شود.
اهمیت اکچویتورها در تولید
اهمیت اکچویتورها در تولیدبا وابستگی شدید و روزافزون صنعت به سیستم‌ها و دستگاه‌های اتوماتیک، تقاضای بیشتری برای اکچویتورها ارائه می‌شود.
اکچویتورها به طور گسترده‌ای در انواع فرآیندهای تولیدی مانند خطوط تجمیع یا جابجایی و انتقال مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با پیشرفت تکنولوژی اکچویتورها، تعداد زیادی از آنها با طرح‌ها، اشکال، اندازه‌ها، ظرفیت‌ها و سرعت‌های مختلف در دسترس ما قرار گرفته تا نیازهای خاص هر فرآیند را به بهترین شکل پاسخ دهند.
بدون وجود اکچویتورها، انجام بسیاری از فرآیندها نیاز به مداخله انسانی یا ایجاد مکانیسم‌های مختلف داشتند.
معرفی اجمالی ربات‌ها
به خلاصه ربات‌ها، دستگاه‌هایی اتوماتیک هستند که می‌توانند وظایف خاصی را با مشارکت کم یا بدون مشارکت انسان با سرعت، دقت و ظرافت انجام دهند.
این وظایف می‌توانند به سادگی انتقال محصولات نهایی یک کارخانه توسط تسمه نقاله به سکوی حمل بار را انجام دهند.
ربات‌ها در عملیات برداشتن و گذاشتن اجسام، جوشکاری و نقاشی بسیار خوب عمل میکنند.
در عین حال می‌توان ربات‌ها را برای وظایف دشوارتر و پیچیده‌تر مانند ساخت اتومبیل در خط تولید یا انجام وظایف بسیار دقیق و حساس در عمل‌های جراحی مورد استفاده قرار داد.
توجه داشته باشید که ربات‌ها در اشکال و اندازه‌های مختلفی ساخته می‌شوند. نوع ربات توسط تعداد محورهای استفاده شده در ساخت آن تعریف می‌شود.
مؤلفه اصلی هر ربات، اکچویتور سروو موتور در آن است. برای هر محور، حداقل یک اکچویتور یا محرک موتور سرو وجود دارد که حرکت همان قسمت از ربات را انجام می‌دهد.
به عنوان مثال، یک ربات با شش محور، شش محرک یا اکچویتور سروو-موتور دارد که در تصویر زیر مشخص است:
اکچویتور یا محرک سروو موتور، دستوری برای رفتن به یک موقعیت خاص دریافت می‌کند و در ادامه بر اساس آن دستور عمل می‌کند.
روندهای جدید در فناوری اکچویتورها
در پایان این مقاله بهتر است بحث کوتاهی درباره برخی از روندهای جدید در فناوری اکچویتورها نیز داشته باشیم.
اکچویتورهای هوشمند
اخیراً دستگاه جدیدی به نام اکچویتور هوشمند در حال ساخت و تولید بوده که حاوی یک حسگر یکپارچه است. این دستگاه در پاسخ به ویژگی‌های فیزیکی حس شده توسط سنسورهای مختلف، از جمله نور، گرما و رطوبت، قابلیت تحریک یا ایجاد حرکت را فراهم می‌کند.
شایان ذکر است که از اکچویتورهای هوشمند می‌توان هم در کاربردهای بسیار پیچیده مانند سیستم‌های کنترل فرآیند راکتورهای هسته‌ای و هم در سیستم‌های ساده امنیتی و خودکار خانگی استفاده کرد.
ربات‌های نرم
با نگاهی به آینده نزدیک، دستگاهی به نام ربات نرم را خواهیم دید. برخلاف ربات‌های سخت که برای هر مفصل دارای محرک‌های جداگانه ای هستند، ربات نرم دارای محرک‌های نرم واگذار شده در سراسر ربات است.
توجه داشته باشید که با افزودن و بکارگیری هوش مصنوعی در این دستگاه‌ها (به طور خاص، هوش تقلیدی بیومتریک)، ربات‌ها امکان یادگیری و شناخت محیط‌های جدید و در عین حال توانایی تصمیم‌گیری برای پاسخ به تغییرات خارجی را خواهند داشت.
