Сервопривод устройство и принцип работы

Принцип работы сервопривода, что такое сервопривод

Сервопривод – это привод, предназначенный для осуществления контроля (угол поворота вала, скорость вращения/движения и так далее) над различными объектами, находящимися в постоянном движении. Контроль производится в зависимости от заданных ему параметров извне.


Рисунок 1. Сервопривод

Данный механизм получил достаточно широкое применение в различных промышленных сферах. Например, чаще всего его можно увидеть в конструкциях станков/машин для создания таких материалов/предметов и их обработки как:

  • Упаковки и бумага;
  • Листовой металл;
  • Обработка материалов;
  • Транспортное оборудование;
  • Стройматериалы.

Также они могут использоваться в управляющих элементах механических систем (заслонка/задвижка, багажник автомобиля и тому подобные механизмы). Сервопривод очень полезен, так как позволяет поддерживать необходимый вам параметр.

Устройство


Рисунок 2. Устройство сервопривода

Сервопривод включает в свой состав такие элементы как:

  • Приводной механизм – к примеру, это может быть электромотор. Благодаря ему становится возможным управление скоростью нужного диапазона в определённый временной момент;
  • Датчики – осуществляют контроль над необходимыми параметрами. Могут быть предназначены для отслеживания положения, усилия, поворота угла или скорости вращения объекта;
  • Блок управления – немало важный элемент, так как именно благодаря ему происходит поддержание требуемых параметров в автоматическом режиме;
  • Блок питания – питает данный механизм.

Интересно, что самый простой управляющий блок чаще всего создаётся с использованием схемы сравнений значений на датчике и необходимых значений при подаче напряжения определённой полярности на привод.

Сервоприводы могут быть произведены в самых различных комплектациях. Эти устройства разделяют по принципу движения:

Вращательное

Представлено двумя вариациями: синхронной и асинхронной. Синхронный вариант помогает задать высокоточные параметры скорости вращения, углов поворота и ускорения. По сравнению с асинхронным скорость набирают быстрее, поэтому и стоят больше;

Асинхронный привод отличается способностью поддержания с большой точностью необходимой скорости даже в условиях низких оборотов.

Линейное

Также делится на два варианта: плоские и круглые. Двигатели данного типа развивают достаточно высокое ускорение (70 метров в секунду).

Ещё их выделяют по способу действия:

  • Электромеханические механизмы – формирование движений происходит за счёт электродвигателя с редуктором;
  • Электрогидромеханические – у них любое движение создаётся с участием системы поршня-цилиндра. В сравнении с электромеханическим приводом они обладают отличительно высоким быстродействием.

Параметры

Абсолютно любой сервопривод классифицируется по следующим параметрам:

Поворотная скорость представляет собой конкретный временной промежуток, необходимый для изменения позиции вала и зависима от определённого напряжения.

Поворотный угол выходного вала. Обычно этот параметр равен 180, 360.

Крутящий момент является самым важным параметром работы механизма и регулируется в зависимости от напряжения.

Управление сервопривода зависит от его типа – цифровой он или аналоговый.

Питание. Чаще всего в моделях используют напряжение, варьирующееся от 4.8 до 7.2 вольт.

Материал. Для изготовления редуктора могут использовать различные материалы. Для шестерней используют металл, карбон, пластик. Металл отличается большой устойчивостью в условиях динамических нагрузок, но не долговечен. Пластик долговечен, но не устойчив в динамических нагрузках.

Размер. По этому параметру приводы делят на микро-, стандартные и большие (существуют и другие размеры, но эти самые распространенные).

Принцип работы сервопривода


Рисунок 3. Принцип работы сервопривода

Движение редукторного выходного вала, который связан сервоприводом с шестернями, происходит за счёт работы электродвигателя. Для регулирования оборотов предназначен редуктор. Для управления необходимыми механизмами вал соединяется непосредственно с ними.

Его положение контролирует специальный датчик (на них основано всё устройство), который преобразует угол поворота в электро-сигналы. Такой датчик носит название энкодера. Во время поворота бегунка сопротивление энкодера изменяется. Это изменение пропорционально зависимо от угла поворота датчика. Благодаря этому принципу работы механизм можно зафиксировать в нужной позиции.

Для поддержания отрицательной обратной связи используется электронная плата, которая обрабатывает сигналы, приходящие от энкодера. Она сравнивает параметры и определяет запускать или остановить электродвигатель.

Управление

Для того чтобы серводвигатель мог функционировать в нём используют специальную систему, основанную на G-кодах. Упомянутые коды представлены набором управляющих команд, которые заложены в программе.

Например, в системе ЧПУ сервопривод контактирует с инверторами, способными изменять напряжение, которое соответствует входному, в обмотке электромотора.

Вся система серводвигателя управляется/контролируется блоком управления, из которого поступают различные команды, например, передвижения по оси Х или У. После подачи команды в инверторе создаётся определённое напряжение, питающее привод. Затем серводвигатель начинает своё круговое движение, связанное с главным исполнительным элементом механизма и энкодером.

Энкодер создаёт множество импульсов, которые подсчитываются блоком, осуществляемыми управление устройством. Для каждой позиции исполнительного элемента в программе установлено определённое количество импульсов. Так под их влиянием либо подаётся напряжение на моторчик, либо прекращается.

Преимущества и недостатки

Приятной особенностью сервоприводов является их достаточно малый размер и вес, что позволяет устанавливать их в различные конструкции с лёгкостью. Также они отличаются своей почти полностью бесшумной работой, что очень важно при использовании данных устройств на определённых участках. Любой сервопривод можно настроить персонально под свои конкретные задачи.

Благодаря сервоприводу можно осуществлять управление с отличительной большой точностью и стабильностью.

Из недостатков выделяется только сложность в их настройке и стоимости.

Подключение


Рисунок 4. Подключение сервопривода к системе Arduino

Подключение сервопривода осуществляется за счёт проводников в количестве трёх штук. Два проводника используются для подачи питания на электромотор, а оставшийся необходим для передачи сигналов от блока управления, которые приводят вал в нужную позицию.

Стоит отметить, что для того чтобы снизить вероятность огромных динамических нагрузок, которым может подвергаться электромотор, необходимо осуществлять как плавный разгон мотора, так и его торможение. Для этой цели создаются и используются более высокие по сложности микроконтроллеры, которые обеспечивают высокую точность в контроле и управлении положением рабочей детали.

Шаговый сервопривод

Как устроен и работает сервопривод

Слаботочные сервоприводы под управлением ардуино (micro servo motor) широко применяются сегодня в любительской робототехнике, на их основе делают небольшие настольные станки и множество других интересных и полезных в хозяйстве вещей. Даже просто на уровне хобби такие сервоприводы находят массу разнообразных применений. Давайте посмотрим, что же такое сервопривод в простейшем виде, как он принципиально устроен и как работает.

Само слово «сервопривод» можно перевести как «следящий привод». То есть это такое приводящее устройство, которое содержит в себе двигатель, управляемый посредством отрицательной обратной связи, что позволяет осуществлять точные движения с выверенным позиционированием рабочего органа.

В принципе сервоприводом можно назвать электродвигатель, в системе управления которым имеется датчик положения рабочего устройства (или просто вала), текущие параметры с которого определяют то, как, куда и на сколько должен или не должен повернуться ротор мотора для получения нужного результата. Обычно в такой системе имеется блок управления приводом, который анализирует параметры с датчика, и в соответствии с ними управляет питанием двигателя.

Таким образом, сервопривод хотя и работает автоматически, процесс позиционирования рабочего органа оказывается при этом очень точным благодаря правильной обработке сигнала с датчика платой управления. Например целью управления может быть просто поддержание определенного значения конкретного параметра упомянутого датчика. Вот и становится понятно, почему привод называется следящим — он следит за состоянием датчика.

Двигатель с установленным редуктором может иметь всего три или четыре провода, идущих от него. По двум проводам подается питание на двигатель, с третьего — снимается сигнал от датчика, четвертый может быть предназначен для питания датчика.

Обычно провода питания имеют красный и черный или красный и коричневый цвета — это плюсовой и минусовой (земля) провода питания. Белый или желтый — сигнальный провод с датчика, через этот провод на плату управления приходит сигнал обратной связи о текущем состоянии системы.

Простой сервопривод с редуктором (сервомашинка) и потенциометром — замечательный пример для того чтобы понять принцип работы обратной связи в системе управления сервоприводом.

Потенциометр имеет три вывода. На те выводы что по бокам — подается питание, а средний по сути — выход с резистивного делителя напряжения. Если изменить положение ручки потенциометра, то величина напряжения между минусом питания и средним его выводом измениться пропорционально изменению сопротивления между минусом и средним выводом.

Допустим, в крайнем левом положении напряжение на среднем выводе потенциометра будет минимальным, а в крайнем правом — максимальным. Получается что напряжение на среднем выводе потенциометра определяется положением его ручки, то есть тем, на какой угол она повернута от исходного положения, в котором напряжение на среднем выводе минимально. Обычно используют потенциометры с номинальным сопротивлением 5-10 кОм.

И как же здесь работает сервопривод? Ручка потенциометра в данном сервоприводе через редуктор соединена с валом двигателя. Значит, когда двигатель работает и его ротор вращается, ручка потенциометра поворачивается и следовательно сопротивление на среднем его выводе изменяется.

В крайнем левом положении, например, на среднем выводе будет 0 вольт, в среднем положении — 2,5 вольт, а в крайнем правом — 5 вольт. Для упрощения примем, что ручка потенциометра способна вращаться вокруг своей оси на 180 градусов, значит 2,5 вольта на среднем выводе будет соответствовать повороту ручки на 90 градусов.

Если плата управления получает информацию, что на среднем выводе 5 вольт, а необходимо создать поворот до 90 градусов, то к двигателю начнет автоматически подаваться питание определенной полярности до тех пор, пока он, поворачивая выход редуктора (а в месте с ним и ручку потенциометра) справа – налево, не доведет потенциометр до требуемого положения. Как только на среднем выводе потенциометра станет 2,5 вольт, двигатель прекратит получать питание от платы управления.

Аналогичным образом будет реализован поворот в другую сторону: если на среднем выводе 0 вольт, то полярность питания двигателя будет такой, что ручка потенциометра станет поворачиваться через редуктор слева — направо, пока напряжение не достигнет 2,5 вольт, соответствующих повороту ручки на 90 градусов. Это достаточно грубый пример, зато он достаточно нагляден.

Редуктор здесь необходим для того, чтобы высокие обороты вала маломощного мотора преобразовать в малые обороты с большим усилием, что позволит, во-первых, провернуть потенциометр, во-вторых, сделать это медленно и точно. Редуктор состоит из шестеренок, на валу двигателя находится маленькая, которая вращает большую, в центре которой маленькая и т. д.

Сервоприводы характеризуются несколькими главными параметрами. Первый главный параметр — усилие на валу (вращающий момент, деленный на ускорение свободного падения), которое измеряется у маленьких моделей в кг/см и определяется при номинальном напряжении питания мотора. Например, вращающий момент в 10 кг/см означает, что при расстоянии до оси выходного вала в 1 см, на нем можно удержать груз массой 10 кг.

Второй немаловажный параметр — скорость поворота, которая указывается в сек/60 градусов. Этот параметр показывает, сколько времени требуется сервоприводу для поворота его выходного вала на 60 градусов. Например 0,2сек/60 градусов. Далее идут такие параметры как напряжение питания, угол вращения (180 или 360 градусов) и тип редуктора (материал шестерней).

Сервопривод: что это такое, принцип работы, виды, для чего используется

Сервопривод – механизм, имеющий в своем устройстве специальный датчик, по которому отслеживаются определенные значения, блок управления, двигатель. Задачей устройства является контроль и поддержание параметров во время работы, в зависимости от сигнала, передаваемого в отдельный момент времени.

Принцип действия

Работа устройства происходит по принципу обратного взаимодействия с системными сигналами. Сервопривод в определенный момент времени получает входящие параметры регулирующего значения и поддерживает его на выходе производимого элемента.

Конструкция устройства

Механизм подобного типа обычно имеет следующие составляющие:

  1. Привод – электрический мотор с редуктором или похожие устройства. Необходим для уменьшения скорости движения, если она слишком большая.
  2. Датчик обратной связи или потенциометр, меняющий угол поворота вала.
  3. Блок, отвечающий за управление и питание.
  4. Вход или конвертер.

В принципе работы самого простого варианта лежит схема обрабатывания значений, исходящих от датчика обратной связи и настраиваемых входящих сигналов для подачи напряжения необходимой полярности на двигатель. Сложные устройства, работающие с использованием микросхем, учитывают инерцию, обеспечивая ровный период разгона или торможения, что помогает уменьшить уровень нагрузок и добиться точной синхронизации показателей.

Разновидности

Различают два вида сервоприводов:

  1. Синхронные – задают темп скорости вращения двигателя и другие параметры, быстрее достигая указанной скорости вращения.
  2. Асинхронные – способны сохранять работу двигателя даже при низких оборотах.

Также устройства разделяют на электромеханические и электрогидромеханические по особенностям конструкции и принципу работы.

Основные характеристики

Механизмы имеют ряд параметров, характеризующих их работу:

  1. Усиление на валу оказывает прямое влияние на крутящий момент. Это значение является одной из ключевых характеристик, в паспорте устройства может указываться несколько параметров для различных величин напряжения.
  2. Скорость поворота также имеет важное значение в работе механизма. Обычно указывается в параметре времени – необходимо, чтобы выходной вал изменил свое направление на 60 градусов.
  3. Указывается тип устройств – цифровой или аналоговый. Цифровые управляются при помощи кодовых команд, которые последовательно передаются через интерфейс. Аналоговые управляются через подачу разных частот, параметры которых задаются определенным образом.
  4. Питание может быть различным, но у большинства таких агрегатов оно находится в диапазоне 4,8-7,2 вольта.
  5. Угол поворота. Обычно это значение в 180 или 360 градусов.
  6. Сервопривод может быть переменного или постоянного вращения.

Имеет значение материал изготовления. Детали могут быть металлическими, пластиковыми, либо в комбинированном составе.

Управление серводвигателем

К устройству по присоединенному к нему проводу подается управляющий сигнал, представляющий собой импульсы постоянной частоты и переменной ширины. При подаче сигнала в проводимую схему генератор производит свой импульс, размер которого устанавливается с помощью потенциометра. Другая часть схемы проводит анализ всех поступаемых сигналов, и если он разный, то происходит включение сервопривода. Если размеры импульсов равнозначные, электромотор отключается.

Серводвигатели отличаются своим разнообразием по конструкции и принципу действия. Модели бывают со щетками и без щеток. Первая категория представлена двигателями постоянного тока. Устройства, имеющие щетки, более разнообразны – к ним относятся шаговые двигатели и работающие от переменного тока. Последняя группа делится еще на два вида – синхронные и асинхронные. Синхронные двигатели, в зависимости от особенностей работы, могут быть вращающимися или линейными.

В работе моторов также используется сервоусилитель – это элемент конструкции, который обеспечивает подачу питания и управление двигателем с постоянными магнитами. Может работать при необходимости и в автономном режиме, при помощи специальной программы, которая предварительно загружается в память устройства.

Агрегаты, гарантирующие высокую точность работы, являются весьма востребованными. Подобные двигатели широко применяются в различных сферах промышленности, всевозможных станках и оборудовании, автомобилестроении.

Область применения

В данный момент сервоприводы получили достаточно широкое распространение. Их можно встретить в точных приборах, автоматах, производящих различные платы, программируемых станках, промышленных роботах и других механизмах. Большую популярность приводы такого типа приобрели в авиамодельной сфере за счет эффективного расхода энергии и равномерного движения.

Читайте также:  Вентиляция в частном доме своими руками: схема, виды и монтаж

Сервоприводы меняются и развиваются. В самом начале появления они обладали коллекторными моторами с обмотками на роторе. Постепенно число обмоток выросло, также увеличилась и скорость вращения и разгона. Позже обмотки начали располагаться снаружи магнита, что также способствовало повышению эффективности работы. Дальнейшие усовершенствования позволили отказаться от коллектора, стали использоваться постоянные магниты ротора. Наиболее популярны сейчас сервоприводы, которые работают от программируемого контроллера. Это дает возможность создавать приборы высокой точности и современную технику.

Возможность достижения высокой точности часто становится решающим фактором для применения сервопривода. Кроме того, благодаря новым цифровым разработкам, позволяющим предусмотреть различные способы связи с объектами, система использует компьютер для управления и настройки, что значительно упрощает работу.

В различных сферах также используются серводвигатели. Они могут перемещать выходной вал в заданное положение и удерживать его автоматически. Также помогут придать движение какому-либо механизму, координируемому вращениями вала. Для мотора важными параметрами являются равномерность и тональность движения, эффективность затрачиваемой энергии.

Преимущества и недостатки

У сервопривода есть определенные преимущества, которые делают его предпочтительным вариантом для некоторых видов работ:

  1. Электрический сервопривод универсален, не требуют особых условий к двигателю или редуктору. Могут использоваться любого вида и уровня мощности.
  2. При использовании гарантируется абсолютная точность, одновременно устраняются механические люфты или сбои в электронике, предотвращается износ, тепловое расширение, мгновенно выявляется отказ привода.
  3. Повышенная скорость передвижения элементов, в сравнении с другими видами двигателей.
  4. Работают бесшумно.
  5. Успешно работают даже на малых скоростях.

Существуют также определенные недостатки, свойственные механизмам этого типа:

  1. Работа требует использования дополнительного элемента – датчика.
  2. Сама система и принцип ее работы имеет более сложную схему, чем, например, шаговый двигатель.
  3. Присутствует трудность в фиксировании.
  4. Высокая стоимость.
  • Роботизация производственных линий
  • Роботехническая лаборатория
  • Системы технического зрения
  • Обязательная маркировка товаров
  • Автоматизация производства
  • Модернизация производства
  • Комплексная поставка оборудования
  • Программирование промышленных контроллеров
  • Сборка электрощитов управления
  • Диагностика и ремонт оборудования
  • Пищевая промышленность
  • Упаковка и маркировка
  • Обрабатывающая промышленность
  • Техническая консультация специалистов
  • Предпроектный анализ объекта управления
  • Составление технического задания
  • Разработка проекта
  • Заказ и поставка оборудования
  • Тестирование оборудования
  • Разработка проектной документации
  • Монтаж и пусконаладка АСУ на объекте
  • Обучение персонала заказчика
  • Гарантийное и послегарантийное обслуживание
  • Ремонт вышедшего из строя оборудования
  • Срочный ремонт и замена оборудования
  • Пищевая промышленность
  • Упаковка и маркировка
  • Обрабатывающая промышленность
  • OMRON
  • Schneider Electric
  • SICK
  • EATON
  • YASKAWA
  • Delta
  • SIEMENS
  • ABB
  • Bussmann
  • Обучение
  • Статьи
  • О нас
  • Наши клиенты
  • Отзывы
  • Сертификаты
  • Контакты
  1. Любая информация, переданная Сторонами друг другу при пользовании ресурсами Сайта (http://www.techtrends.ru), является конфиденциальной информацией.
  2. Пользователь дает разрешение Администрации Сайта на сбор, обработку и хранение своих личных персональных данных, а также на рассылку текстовой и графической информации рекламного характера.
  3. Стороны обязуются соблюдать данное соглашение, регламентирующее правоотношения связанные с установлением, изменением и прекращением режима конфиденциальности в отношении личной информации Сторон и не разглашать конфиденциальную информацию третьим лицам.
  4. Администрация Сайта собирает два вида информации о Пользователе:

— персональную информацию, которую Пользователь сознательно раскрыл Администрации Сайта в целях пользования ресурсами Сайта;
— техническую информацию, автоматически собираемую программным обеспечением Сайта во время его посещения.

Сервопривод – схема, характеристики, назначение

Сервопривод – механизм, позволяющий устанавливать и фиксировать рабочий орган оборудования в заданных положениях, перемещать его в соответствии с заданной программой. Перемещение не единственная задача устройств, они могут поддерживать необходимый момент на валу при нулевой скорости вращения вала. Это используется для удержания исполнительного механизма в одном положении под нагрузкой.

Сервоприводы устанавливают на станках с ЧПУ, грузоподъемных механизмах, промышленных роботах. Сфера применения сервопривода не ограничивается производством. Механизмы применяют в бытовой технике, системах отопления и кондиционирования, автотранспорте.

Конструкция

Конструкция сервоприводов может существенно различаться в зависимости от назначения. Однако, вне зависимости от области применения устройства содержат следующие узлы:

  • Передаточный механизм.
  • Электродвигатель.
  • Датчики положения и скорости вращения вала.
  • Частотный преобразователь.
  • Контроллер.

Передаточный механизм служит для изменения скорости и момента на валу, к нему непосредственно подключается рабочий инструмент или исполнительное устройство. В ряде случаев передаточные механизмы обходятся дешевле безредукторного регулирования.

Электродвигатель – силовой элемент привода. Энергия вращения вала преобразуется в перемещение исполнительных устройств или инструментов.

Датчики служат для передачи на схему управления сигнала о положении вала или исполнительного механизма, частоты его вращения, момента.

Частотный преобразователь применяется для изменения частоты вращения, момента на валу двигателя путем изменения частоты тока или напряжения питания электродвигателя.

Контроллер предназначен для задания режимов работы привода, обработки сигналов с датчиков обратной связи, управления положением исполнительного механизма. Этот элемент нередко объединен с преобразователем частоты. Существуют специализированные ПЧ с интегрированными контроллерами для управления серводвигателями.

Принцип работы сервоприводов

Работает устройство следующим образом. Контроллер программируется на определенный режим работы и выдает сигнал на преобразователь частоты. Устройство подает на электродвигатель напряжение необходимой частоты и величины. Силовой агрегат перемещает исполнительный механизм с заданной скоростью и моментом, соответствующим нагрузке. По достижении заданного положения рабочего органа, подается соответствующий сигнал с датчиков положения на контроллер, который останавливает двигатель.

Принцип действия сервопривода идентичен автоматическому регулятору с отрицательной обратной связью. Задается опорный сигнал, называемый нулевым, с которым сравнивается сигнал с датчика положения. При равенстве их величин, сервопривод останавливается, при отклонениях в отрицательную или положительную сторону, на двигатель подается напряжение пока рабочий инструмент или исполнительное устройство не займет требуемого положения.

Виды сервоприводов

Сервоприводы различают по типу применяемого двигателя, передаточного механизма, назначению и техническим параметрам.

В качестве силовых агрегатов в устройствах используют:

  • Двигатели постоянного тока.
  • Асинхронные электрические моторы.
  • Синхронные двигатели с обмотками статора или на постоянных магнитах.

Дополненная классификация двигателей сервоприводов представлена на рисунке:

К двигателям для современных сервоприводов предъявляют следующие требования:

  • Высокая точность отработки управляющего сигнала. Электрические машины должны обладать низкой инерцией, иметь неизменные механические характеристики во всем диапазоне регулирования скорости.
  • Обеспечивать неравномерность частоты вращения. Часть технологического оборудования регулируется по нелинейным законам, двигатель должен обеспечить их реализацию с минимальными ошибками.
  • Иметь достаточную перегрузочную способность. Двигатель не должен перегреваться, выходить из строя при превышении нагрузки на валу.
  • Обеспечивать высокую динамику. Скорость реакции силового агрегата сервопривода должна быть достаточной для нормального функционирования оборудования.
  • Управляться как можно более простыми алгоритмами. Цена контроллера и ПО составляет значительную часть стоимости сервопривода. Упрощение управления без ущерба характеристикам позволяет снизить стоимость электроники.

В первых сервоприводах применялись электродвигатели постоянного тока с аналоговыми тахогенераторами, тиристорными или транзисторными преобразователями напряжения. Широкое использование таких электрических машин связано с относительно простым управлением. Скорость вращения напрямую зависит от величины напряжения, подаваемого на якорь, жесткость механических характеристик сохраняется во всем диапазоне угловой частоты ротора.

К недостаткам сервоприводов относятся: необходимость установки выпрямителя с преобразователем напряжения, высокая цена двигателей, наличие коллекторного узла, снижающего надежность схемы.

С появлением преобразователей частоты стало возможным применение в сервоприводах асинхронных двигателей. ПЧ с микроконтроллером позволяет реализовать практически любые законы регулирования с обратной связью по относительному и абсолютному положению ротора, моменту и скорости вращения.

Главное преимущество сервоприводов с асинхронными двигателями – относительно низкая цена. При значительных мощностях такие устройства намного дешевле сервоприводов с электродвигателями постоянного тока.

Следующий тип силовых агрегатов – синхронные двигатели. С появлением современных материалов для постоянных магнитов, которые не теряют свойств при нагреве и ударах, наибольшее распространение для сервоприводов получили синхронные электродвигатели на постоянных магнитах или СДПМ.

Главное достоинство таких электрических машин – маленькие размеры. Так, двигатель той же мощности синхронного типа с роторными обмотками имеет габариты в 2 раза превышающие размеры СДПМ.

Кроме того, такие электродвигатели:

  • Обладают высоким к.п.д. во всем диапазоне скоростей вращения.
  • Имеют возможность поддерживать заданный момент на валу независимо от нагрузки.
  • Отличаются относительно простой конструкцией.
  • Обладают невысокой инерцией.

В СДМП отсутствуют потери на возбуждение. Сфера применения электрических машин – сервоприводы малой и средней мощности, в том числе с очень высокими требованиями к стабильности скорости вращения.

Сфера применения сервоприводов

Оборудование применяется в различных автоматических устройствах и установках. Сервоприводы устанавливают:

  • В промышленных роботах и манипуляторах.
  • В грузоподъемном и упаковочном оборудовании.
  • В автоматизированных станках.
  • В особо точных исполнительных механизмах систем автоматического регулирования технологических параметров.
  • В автоматических автомобильных трансмиссиях.

Сервоприводы позволяют повысить точность и производительность промышленного оборудования, автоматизировать производственные процессы, исключить влияние человеческого фактора.

Функции современных сервоприводов

Большинство сервоприводов поставляют в виде готовых систем сервоусилитель-датчик- двигатель. Крупные производители, например Mitsubishi Electric, Schneider Electric предлагают сервисы выбора совместимых элементов.

Современные сервоприводы обеспечивают не только точное полеориентированное управление. Устройства:

  • Могут встраиваться в АСУТП любой сложности, а также поддерживают автономное управление. Оборудование обеспечивает связь по унифицированным цифровым, аналоговым сигналам, безпотенциальным контактам, интерфейсам CANopen, PROFIBUS DP, RS 485, DeviceNet, EtherCAT, Modbus TCP, Ethernet Powerlink и другим.
  • Легко осваиваются пользователями. Настройка устройств не представляет сложности, управление имеет интуитивно понятный интерфейс. Сервоприводы уже укомплектованы заводским ПО, имеет функции автоматического распознавания внешнего оборудования. При необходимости можно скачать нужные программы или обновить их с сервера производителя.
  • Можно масштабировать и модернизировать. Ряд сервоприводов промышленного назначения имеет отрытую архитектуру. Оборудование легко адаптируется путем установки дополнительных элементов: датчиков, модулей и других.
  • Имеют защиту от ненормальных режимов работы. Сервоприводы обеспечивают отключение при превышении допустимого значения тока, колебаний или отключения напряжения в сети, перегрузок при динамическом торможении. Оборудование также имеет защиту от перегрева электродвигателя, ошибок датчика, превышения допустимого рассогласования. Для поиска причины возникновения ненормального режима сервоприводы автоматически записывают время и дату аварии, код предположительной причины.

Современные сервосистемы отличаются разнообразием. Выпускают устройства для несложного оборудования с алгоритмом управления по 1оси, до сложных роботов с многоосевым управлением.

Как выбрать сервопривод

Сервоприводы выбирают по техническим характеристикам, экономического и технического эффекта. Выбор делают после тщательного анализа технологических требований, расчетов эффективности и надежности.

Один из главных параметров устройств – точность позиционирования. Она не должна превышать предельную погрешность положения исполнительных механизмов или перемещения рабочего инструмента. Точность определяется количеством импульсов с датчиков на 1 оборот вала. Чем их больше, тем точнее обеспечивается положение вала.

При выборе необходимо обратить внимание на диапазон регулирования скорости и момента на валу. Параметры подбирают по требованиям оборудования. Например, сервопривод автоматизированных станков должен обеспечивать требуемую скорость обработки для того или иного материала. Момент вала на валу выбирают по характеру и величине нагрузки. Для исключения перегрузок лучше прибрести сервопривод привод с небольшим запасом мощности двигателя.

Кроме точности позиционирования, диапазона изменения момента и скорости, также учитывают:

  • Тип поддерживаемых интерфейсов обмена данными. Протоколы должны соответствовать информационным интерфейсам автоматизированной системы. Сервоприводы поддерживают самые распространенные протоколы обмена информацией. В модульных устройствах можно устанавливать дополнительные блоки связи.
  • Скорость отклика. Один из самых главных параметров , характеризующих время между выработкой сигнала управления и его полной отработкой. Скорость отклика также должна отвечать требованиям оборудования или механизма.
  • Исполнение. Класс защиты от влаги пыли, тип охлаждения выбирают исходя из предполагаемых условий эксплуатации.
  • Электрические параметры. Номинальное напряжение, потребляемый ток, выбирают по возможностям и виду электросети.
  • Дополнительным функциям. Современные сервоприводы выполняют функции отключения при авариях, предупреждений при ненормальных режимов работы, ведения журнала и многие другие.

От привода зависит работоспособность технологических установок, оборудования, станков. Производители промышленной приводной техники оказывают услуги выбора сервоприводов с учетом всех требований. Рекомендуется воспользоваться этим предложением.

Современные сервоприводы обеспечивают управление по законам любой сложности с точностью перемещения до сотых долей микрон. Оснащение устройствами промышленного оборудования дает очень весомый экономический эффект. Сервоприводы также позволяют существенно расширить возможности и увеличить точность станков, дозаторов, манипуляторов, а также автоматизировать работу устройств.

Что такое сервопривод и как он работает

Современный человек не мыслит свою жизнь без автоматизации производственных процессов. Все больше работы выполняют роботы и манипуляторы, заменяя человека. Во всех этих механизмах широко применяют сервопривод. В повседневной жизни они встречаются в системах кондиционирования, автомобилях, отопительных приборах и т.д. В этой статье мы рассмотрим устройство, принцип работы и область применения сервопривода, чтобы читателям сайта Сам Электрик стало понятно, что собой представляет данный механизм.

  • Назначение и устройство
  • Виды сервопривода
  • Область применения
  • Достоинства и недостатки
  • Заключение

Назначение и устройство

Широкое применение сервопривод нашел в робототехнике, машиностроении, автомобилестроении, автоматизации процессов в производстве. С его помощью приводятся в действие манипуляторы, выполняется открытие (полное или неполное) или закрытие (прикрытие) заслонок, в станкостроении для подачи режущего инструмента и других исполнительных механизмов.

Представляет собой устройство, состоящее их электродвигателя, редуктора, датчика положения (энкодера) или резистора и контроллера (устройства управления).

Простыми словами — это электромеханический привод, который через внутреннюю обратную связь, устанавливает точное положение вала механизма в зависимости от внешних управляющих сигналов.

На рисунке представлен разрез устройства:

Сервоприводы выпускаются различной мощности и назначения: небольшой мощности от 0,05 кВт, применяемые в автомобилестроении и робототехнике, например, sg90 и значительной мощности в 15 кВт. Последние монтируются в промышленных манипуляторах, станках с ЧПУ, для управления задвижками в нефтегазовой промышленности и т.д.

Не всегда в качестве мотора на сервопривод монтируется электродвигатель. В качестве привода может использоваться цилиндр со штоком, приводящийся в движение сжатым воздухом или жидкостью.

Виды сервопривода

Сервоприводы подразделяют на электромеханические. В них механизм состоит из электродвигателя и редуктора. Отличаются относительно невысоким быстродействием.

Различают по типу примененного двигателя:

  • синхронные, имеют высокую точность вращения выходного вала, быстро набираю обороты;
  • асинхронные, отличаются стабильным вращением вала;
  • с коллекторным двигателем постоянного или переменного тока (универсальным).

Сервоприводы, где движущим механизмом является поршень с цилиндром, имеют высокое быстродействие. Применяется в автомобиле для переключения скоростей в АКПП. Монтируется в роботах, перемещающих грузы более ста килограмм. В промышленных установках, для переключения заслонок в упаковочных автоматах, где в качестве энергоносителя применяют сжатый воздух.

Основные характеристики сервопривода:

  • Основным параметром является крутящий момент или усилие на валу. В паспортных данных указываются две величины, относительно разного напряжения питания.
  • Быстродействие, показывает, за какой промежуток времени произойдет поворот выходного вала на 60 0 . Указываются значения для разной величины напряжений.
  • Какой используется управляющий сигнал, аналоговый или цифровой.
  • Питающее напряжение. Большинство небольших приводов питается напряжением от 4,8 до 7,2 Вольт. Применяется, например, в радиоуправляемых моделях. Комплектуется тремя проводами и имеет стандартную распиновку. На белый, коричневый или желтый подается сигнал управления, на красный напряжение питания, а черный – общий провод.
  • Рабочий угол поворота, обычно он составляет 180 0 или 360 0 . Выпускаются модернизированные приводы с постоянным вращением вала;
  • Материал изготовления шестеренок редуктора. Они изготавливаются из латуни, карбона, пластика или могут быть комбинированные.
Читайте также:  Полиэтиленовые трубы для водоснабжения: их преимущества и типоразмеры, виды соединений фитингов

В электромеханическом сервоприводе применяются электродвигатели с сердечником, при работе которых возникает вибрация, когда происходит вращение маятника. Это уменьшает точность поворота выходного вала. Лишены этого недостатка моторы с минимальной кинетической энергией ротора. Такие привода необходимы для ЧПУ станка, чтобы точно установить исполнительный механизм. Однако, они дороже двигателей с сердечником.

Самым распространенным редуктором является шестеренчатый, который предназначен для понижения частоты вращения и увеличения момента на выходном валу. Реже применяют привод с червячным редуктором, который имеет большое передаточное число, но дороже и сложнее в производстве.

Область применения

Сервопривод нашел широкое применение в робототехнике и манипуляторах. При создании небольших механизмов используют сервопривод mg995 и ему подобные.

Для управления современными приводами в радиолюбительских изделиях часто используется представители семейства ардуино. Оно представляет набор электронных устройств, предназначенных для управления роботами и приборами автоматики, где применяется сервопривод. Управляющий сигнал может быть аналоговым или цифровым.

Схема подключения привода к устройству управления представлена на рисунке. Устройство может управлять несколькими приводами.

Для теплых полов используют автоматику, которая поддерживает заданную температуру. А подачу теплоносителя, который представляет собой горячую воду от отопительного котла, регулирует сервопривод.

Его подключают к устройству управления, которое контролирует температуру с помощью датчика температуры, и выдает команду на электротермический сервопривод типа RBM 24V. Также может применяться сервопривод АС230V с регулятором.

Регулирование температуры в отоплении осуществляется автоматикой, для чего используется сервопривод типа ICMA NC230V или NC24V. Приборы выпускаются на различное напряжение питания.

Унифицированный сервопривод, используемый в автомобиле, имеет малые габариты. Предназначен для работы с бортовым напряжением на 12 Вольт. Он интегрирован с центральным замком, устанавливается на все двери машины, в том числе и на пятую дверь (дверь багажника).

Также механизм управляет подачей горячей жидкости на печку. Работает в паре с термоэлектрическим датчиком, сигнал от которого поступает на устройство управления. После анализа датчик подает команду на сервопривод, который увеличивает или уменьшает подачу жидкости.

Например, для автомобилей ВАЗ применяют электропривод с редуктором SL-5.

Это далеко не полный перечень применения таких устройств.

Достоинства и недостатки

Сервопривод имеет преимущества перед аналогичными устройствами, например, шаговыми двигателями. За счет обратной связи механизм может корректировать положение вала, независимо от нагрузки на ось, что позволяет устанавливать рабочий механизм с высокой точностью.

Основными преимуществами являются:

  • высокая точность позиционирования;
  • с помощью редуктора понижаются обороты и повышается момент;
  • позиционирование рабочего органа можно легко откорректировать, внеся изменение в программу управления;
  • возможность достигать больших ускорений при работе, что делает сервопривод более подходящим к использованию в быстродействующих устройствах, по сравнению с шаговыми двигателями;
  • равномерный момент почти во всем диапазоне скоростей;
  • хорошо переносят перегрузки.

К недостаткам можно отнести:

  • наличие редуктора (особенно критично если в нём пластиковые шестерни или из мягких металлов);
  • износ резистивных дорожек (если для обратной связи при позиционировании используется потенциометр);
  • сложная настройка программы управления, для получения результатов высокой точности;
  • высокая стоимость оборудования (по сравнению с шаговыми двигателями, например);
  • точность зачастую меньше, чем у шаговых двигателей.

Но учтите что все преимущества и недостатки усреднены, могут быть как шаговые двигатели, которые в определенном применении покажут себя лучше сервопривода, так и наоборот.

Заключение

Автоматическое управление бытовыми и производственными системами прочно вошло в нашу жизнь. В последнее время стал широко применяться привод под управлением программируемых блоков различного назначения типа ардуино.

Это позволило создать принципиально новые любительские летающие радиоуправляемые устройства, роботы, детские игрушки. В промышленности сервопривод применяют в станках, на экскаваторе, на квадроцикле и т.д. Сегодня невозможно представить нашу жизнь без сервоприводов.

На видео представлена работа аналоговых сервоприводов sg90 в модели робота-паука:

Теперь вы знаете, что такое сервопривод, как он устроен и для чего нужен. Надеемся, предоставленная информация помогла вам освоить данную тему и разобраться в основных моментах. Если возникли вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!

Пистолет клеевой. Назначение, характеристики, виды и выбор

Клеевой пистолет – это паяльнотермический инструмент простой конструкции, который используют для надежного соединения между собой самых разных материалов.

Термопистолет получил широкую популярность благодаря высоким скрепляющим свойствам горячего клея со специальным составом, который быстро застывает, и не имеет неприятного запаха.

Среди множества видов термопистолетов, как их еще называют, можно подобрать модель для выполнения работ любой сложности.

Так, например, в производстве мебели или на строительной площадке потребуется инструмент с различными техническими характеристиками.

Назначение и принцип действия клеевого пистолета

Клеевой пистолет многофункционален.

Без него редко обходятся мастера по рукоделию, так как в их творчестве такой инструмент попросту незаменим за счет способности формировать аккуратные соединения, скрепляя разные по материалу элементы.

Термопистолетом можно выполнять ремонт различных изделий с бескрепежными соединениями, например – деревянная мебель.

Основное назначение клеевого пистолета – склеивание деталей между собой, но кроме этого, с его помощью успешно выполняется герметизация стыков и швов, к примеру, при укладке линолеума, изоляция проводов и электронных компонентов, их временная фиксация.

Коме того, клеевой пистолет подходит для заполнения пустот в труднодоступных зонах, куда затруднительно добраться другим инструментом, например, кистью.

Принцип работы пистолета заключается в разогревании термоклея с твердой консистенцией, от чего она меняется на вязкую, и при остывании снова становится твердой, в результате образуется надежное соединение склеиваемых материалов между собой.

Такой процесс называется полимеризацией.

После полимеризации клея образуется стык такой прочности, что, если приложить усилие, в первую очередь разрушиться сам склеиваемый материал, но никак не шов.

Что можно склеить термопистолетом?

Термопистолет применяют для соединения между собой и крепления к другим поверхностям почти любых материалов.

В быту это чаще дерево, пластик, бумага и картон, текстиль, стекло и керамика.

Также в список можно смело добавить пенопласт, полипропилен, и даже металл, и этот перечень будет бесконечным.

Но тут следует помнить, что клей хотя и создает жесткое соединение, все же не подходит для работы с изделиями и материалами, которые будут подвергаться термическим воздействиям, а следовательно, и температурным расширениям.

Покрытые термоклеем участки получают защиту от влаги и ультрафиолетовых лучей.

Термоклей не подходит для работы с бетоном, штукатуркой и некоторыми видами полиэтилена.

Устройство и характеристики клеевого пистолета

Простейший клеевой пистолет, состоит из корпуса, внутри которого находится пустотелая металлическая трубка с нагревательным элементом.

В конструкции также имеется толкатель в виде поршневого механизма, связанного с курком.

По нажатии на последний установленная палочка полиуретанового клея проталкивается к нагревательному элементу, где она плавится и выдавливается из сопла, которое еще называют носиком.

Продвинутые модели часто оснащаются съемными носиками стандартной или удлиненной формы, что позволяет наносить термоклей в труднодоступных местах.

Нагревательный элемент зачастую совмещен с термостатом, это позволяет поддерживать постоянное значение температуры, необходимое для плавления клея.

Устройство некоторых пистолетов предусматривает не механическую, а пневматическую систему подачи клея под давлением.

Она позволяет продавливать сквозь форсунку носика вязкие и тягучие вещества.

Подобные модели промышленного и профессионального назначения имеют специальный шланг для подачи воздуха, который присоединяется к компрессору с соответствующими техническими характеристиками.

Чтобы пистолет с разогретым клеем было удобно держать под рукой на рабочем месте, некоторые модели инструмента комплектуются специальной подставкой, которую также можно приобрести отдельно.

У некоторых моделей роль подставки выполняет сам корпус, позволяющий поставить инструмент вертикально на стол за счет наличия в нижней части плоской площадки под эту задачу.

Простейшие варианты инструмента, для этих целей, в конструкции имеет откидную упорную скобу.

Материал

Корпус термопистолета чаще изготавливают из термостойкого пластика.

Рукояти некоторых моделей оснащены противоскользящими вставками.

Материалом для упорной скобы выступает пластик или металл.

Размеры и вес

Размеры клеевого пистолета в первую очередь зависят от его типа.

Длина, например, клеевых ручек составляет порядка 200 – 250 мм, а вес не превышает 250 г.

Популярные клеевые пистолеты под бытовые задачи весят от 150 г, а высокомощные модели свыше 1 кг.

Размеры профессионального пистолета сравнимы с шуруповертом средних размеров.

Мощность

В зависимости от мощности нагревательного элемента клеевого пистолета, различают модели:

  • Малой мощность – до 180 Вт.
  • Средней мощности – до 300 Вт.
  • Высокой мощности – свыше 300 Вт.

От мощности зависит время нагрева клеевого материала, исходя из толщины и других характеристик последнего, а следовательно и производительность.

Последний параметр для маломощных моделей, в зависимости от используемого типа клея и непосредственно самой мощности, составляет порядка 150 – 1200 г/ч, для среднемощных 1200 – 1500 г/ч.

Кстати говоря, мощность влияет и на максимальный температурный режим, на котором способен функционировать инструмент, так как для плавления различных клеевых составов требуется разная температура.

Расходники для клеевого пистолета

Термопластичный клей, в зависимости от способа его нанесения и скорости подачи, поставляется в нескольких формах выпуска.

Чаще всего используют, так называемые стержни .

Наиболее распространены стержни диаметром 7 — 12 мм, длина которых может быть до 30 см.

Также их называют стикерами, патронами для термопистолета или горячим клеем.

Некоторые профессиональные клеевые пистолеты и специальные автоматизированные клеевые машины способны работать с клеевыми гранулами.

Их удобно транспортировать и хранить, наносить различными способами, а главное, производители изготавливают множество типов гранулированного термоклея под конкретные задачи.

Кроме гранул, клей поставляется в виде подушек, которые отличаются прямоугольной формой и несколько большим размером.

Следует помнить, что существует много видов термоклея, которые отличаются между собой прозрачностью, цветом, составом и формой стикеров.

Дополнительные функции

Клеевые пистолеты могут оснащаться дополнительным функционалом, который обеспечивает эффективность и комфорт работы.

Чаще всего встречаются следующие дополнения:

  • Подсветка рабочей зоны – повышает точность работы за счет улучшения видимости, в частности, при ее недостатке.
  • Разноразмерные насадки. Варианты с плоским соплом позволяют наносить клей широкой полосой, в то время как тонкий длинный носик предназначен для работы в труднодоступных местах. Их крепление к тепловой камере выполняется посредством резьбового соединения.
  • Регулировка температурного режима – ее наличие позволяет работать с разными клеевыми составами. Некоторые модели имеют плавную ручную регулировку, у других же установлен переключатель между максимальной и минимальной температурой. На профессиональном инструменте имеется автоматическая регулировка с точностью до 1 градуса.
  • Индикатор нагрева – сигнализирует о готовности прибора к работе.
  • Защита от капель – реализована в специальной конструкции носика, который не течет и предотвращает случайное попадание капель на рабочий стол или заготовку.

Кроме прочего, наличие смотрового окошка напротив подавателя термопистолета позволит контролировать остаток клеевого стержня.

Виды клеевых пистолетов и их цена

Термопистолеты делятся на виды, в зависимости от конструкции, функций и других показателей.

Так инструмент можно по способу нагрева клея разделить на:

Газовый

Используется преимущественно в полевых условиях за счет мобильности.

Источником энергии для разогрева тут выступает газ бутан, одной зарядки которого достаточно на час – полтора работы.

Газовый нагреватель запускается посредством нажатия клавиши (кнопки, рычага), одновременно отвечающей за пьезоэлектрическое зажигание и газовый клапан.

Заправляется такой инструмент от баллончиков для зажигалок.

Стоимость газовых клеевых пистолетов 3 – 4 тыс. рублей.

Электрический

В конструкции находится нагревательный элемент, работающий от электрического тока.

Источником последнего может выступать бытовая сеть или аккумуляторная батарея.

Сетевой термопистолет

Инструмент «привязан» проводом к розетке, а потому о работе вдали от электричества не может быть и речи.

С другой стороны, он не требует подзарядки и может использоваться без предварительной подготовки, достаточно лишь дождаться нагрева до определенной температуры.

Его стоимость начинается с отметки 250 руб. и в среднем составляет порядка 1000 – 1500 рублей.

Китайский клеевой пистолет из простейших моделей можно найти по цене ниже 100 руб., надежность и долговечность таких вариантов вызывает немало сомнений.

Среди китайских инструментов можно также найти вполне достойные внимания варианты по приемлемой цене.

Аккумуляторный

Аккумуляторные клеевые пистолеты более мобильные, однако, для них требуется полностью заряженная аккумуляторная батарея.

Время работы без подзарядки аккумуляторных моделей составляет порядка 40 – 60 минут.

Тем не менее автономность такого пистолета лишь временна, так как батарею необходимо периодически заряжать, для чего опять же нужна электросеть.

Цена примерно 3 – 4 тыс. рублей.

По способу подачи клея инструмент можно разделить на:

  • Автоматический – вариант с подключением к пневмолинии или электромагнитной системе. В обоих случаях клей подается к нагревательному элементу по нажатию на кнопку пуска.
  • Полуавтоматический – как и следующий способ, обеспечивает механическую подачу. Тут стержень проталкивается к нагревателю курком, который бывает поворотный или фиксированный. Курок связан с ползунком, двигающимся по стволу пистолета, продвигая клей.
  • Ручной – совсем без курка. Подача осуществляется нажатием руки на торец клеевого стержня.

Пневматический

Термоклеевой пистолет, с пневматической подачей клеевых патронов – это профессиональный инструмент, при работе с которым можно полностью сконцентрироваться на выполнении операции, так как нет необходимости нагружать руку для подачи клеевого стика.

Такие модели предназначены для выполнения больших объемов работ, зачастую они обладают мощностью свыше 300 Вт, подключается к компрессору, способному выдать рабочее давление в 3 – 7 бар.

Весит такой пневматический термопистолет более 1 кг, требует одновременного подключения к электросети и пневмолинии.

Это промышленные модели, которые используют для выполнения отделочных и строительных работ.

Высокомощные варианты на 600 Вт эксплуатируются на различных мебельных фабриках и заводах по производству окон, дверей.

Профессиональный

Более мощный инструмент отличается тем, что способен разогревать клеевые стикеры в течении нескольких секунд, оснащается различным вспомогательным функционалом, позволяющим не только повысить эффективность труда, но и вести полный контроль над температурой нагрева.

Бытовой клеевой пистолет

Обладает мощностью, которая не превышает 60 Вт.

Чтобы расплавить каплю клея такой инструмент может затратить до 4 минут времени, сюда в первую очередь относятся мини модели на 20 – 25 Вт.

По температуре нагрева инструмент делится на:

  • Низкотемпературный – чаще всего рабочая температура составляет 110 градусов, иногда немного выше. Используется для работы, в первую очередь, с чувствительными к нагреву материалами.
  • Высокотемпературный –температура нагрева, как правило, не менее 195 градусов.

Клеевая ручка

Отдельная разновидность клеевого пистолета, о которой также следует упомянуть это — клеевая ручка.

Такой вариант отлично подходит для тонких работ, в частности, для рукоделия, их цена примерно 1200 рублей за одну штуку.

Это беспроводной инструмент с питанием от батареек или аккумулятора типа АА, способный на одном заряде израсходовать до 60 клеевых стержней.

Собственно, само название говорит о форме этого прибора, размеры которого сравнимы с маркером.

Какой клеевой пистолет выбрать?

Покупая клеевой пистолет, следует обязательно избегать дешевых китайских вариантов за 50-100 руб. по причине их крайне низкой надежности.

Читайте также:  Правила ухода за барбарисом: посадка, размножение растений, подкормка и обрезка

Такой инструмент не только будет долго плавить стержни, но и с высокой вероятностью нагреватель выйдет из строя при первом же использовании.

Также у них часто плавится корпус, ломается курок подачи, а подпорная скоба не держит инструмент, и пистолет просто перевешивает вперед, оставляя на рабочем месте пятна клея.

Некоторые дешевые варианты вполне могут подойти для выполнения небольших работ связанных с рукоделием.

Для нечастого использования в домашних условиях следует присмотреться к бытовому сетевому пистолету мощностью 40-60 Вт.

Его будет вполне достаточно для решения большинства задач даже в условиях гаража.

Если нужна мобильность, предпочтение лучше отдать газовым вариантам, которые относительно недорогие и не занимают много места.

Для рукоделия и тонких работ в приоритете клеевая ручка, например, от Bosch, которая фактически создана для декорирования.

Что касается профессиональной деятельности, то тут следует присмотреться к производительному высокотемпературному аккумуляторному инструменту, причем с автоматической подачей клея и регулятором нагрева.

Тут и автономность, которая в некоторых случаях обязательна, и более высокая точность работы, так как нет необходимости качать курок.

Если речь идет о мебельном производстве или подобном роде деятельности, где есть прямой доступ к розетке и требуется высокая производительность, предпочтение следует отдать пневматическим моделям.

При выборе следует обратить внимание на:

  • Устойчивость пистолета на подставке. Центр тяжести должен быть строго по ее центру. Если инструмент используется только за рабочим столом, следует приобрести отдельно подходящую подставку, которую можно изготовить самостоятельно. Если на корпусе присутствует откидная скоба, ее основание должно быть достаточно широким, чтобы предотвратить опрокидывание, например, при натянутом проводе питания.
  • Сетевой шнур должен иметь надежную двойную изоляцию, независимо от мощности прибора, быть достаточно гибким для предотвращения заломов. Его длина должна позволять комфортно использовать инструмент без ограничения движений.
  • Аккумулятор здесь важна емкость батареи, от которой зависит продолжительность работы на одном заряде.
  • Доступность расходников. Термопистолет станет полностью бесполезен, если владелец не сможет найти стики подходящего к нему размера. Наиболее распространены диаметры стиков в 7 мм и 11 мм, соответственно, с учетом этого и следует выбирать инструмент. Патрон в 7 мм подойдет для небольших бытовых задач, а для высокой производительности, например, в строительстве, нужен диаметр не менее 11 мм.

При выборе механической модели желательно обращать внимание на легкость нажатия курка, так как его придется постоянно качать.

Если курок идет туго, это быстро приведет к усталости кисти, что, собственно, скажется на скорости и комфорте работы, но в большей мере на ее точности.

Что нужно знать о клеевых пистолетах?

Когда на корпусе инструмента расположен отдельный выключатель сети это гораздо удобнее.

Чаще всего он располагается в нижней части рукояти, что позволяет его отключать одной рукой.

Такой выключатель во время перерывов в работе позволит прекращать подачу электричества без необходимости извлекать сетевую вилку из розетки.

Кроме того, такой выключатель сильно поможет, если клеевой пистолет не оснащен автоматическим регулятором температуры, но обладает избыточной мощностью.

Производители клеевых пистолетов

Среди достойных внимания зарубежных производителей следует отметить Dremel, Elitech, Metabo, Ryobi, Topex, Bosch.

Отечественные изготовители клеевых пистолетов: Энкор, Спец, Калибр, Союз, Ставр.

Как выбрать клеевой пистолет (2020)

Содержание

Содержание

Клеевые пистолеты профессионально используют строители-отделочники, монтажники «слаботочки», радиолюбители, моделисты, художники… Они незаменимы для домашних мастеров, которым периодически нужно что-то подремонтировать.

Особенно трепетно к клеевому пистолету относятся мастера хенд-мейда, которые собирают им различные поделки, а также научились использовать термоклей сам по себе — создают из него рельефные картины, бусины, объёмные украшения.

Секрет успеха клеевого пистолета заключается не столько в конструкции инструмента, сколько в уникальных свойствах расходного материала. Термопластичный многокомпонентный материал стержня размягчается при температурах от 80 до 150 градусов, а после нагрева ещё на несколько десятков градусов, он становится текучим липким расплавом. Остывая, полимерный термоклей твердеет до своего базового состояния.

«Рабочая» температура для разных видов клея может существенно отличаться. Некоторые производители цветом стержней маркируют температурный режим, и для каких материалов клей подходит лучше всего. Но иногда разноцветными стержни делают, только чтобы использовать их как герметик, незаметный на общем фоне.

Какие есть преимущества:

  • Клей хорошо соединяет многие материалы.
  • Отличается хорошей когезией (прочностью на разрыв/расслоение самого склеивающего шва).
  • Предметы склеиваются очень быстро (в среднем нужно до 1 до 3 минут), но не так как «контактным суперклеем», который в случае неосторожности может мгновенно прихватить друг к другу ваши пальцы.
  • Быстро твердеет НА ВСЮ ГЛУБИНУ, поэтому может применяться большими слоями для заполнения пустот.
  • После отвердевания остается упругим и слегка эластичным, поэтому не трескается.
  • Легко «наслаивается», формуется и держит полученную форму.
  • Безвреден для здоровья даже в виде расплава.
  • Не растворяется водой и слабыми кислотами, может работать как герметик.
  • Дает совсем незначительную усадку.
  • Легко удаляется при случайном попадании на предметы (для разделения склеенных деталей можно применить нагрев феном, для очистки можно использовать растворители).
  • Очень низкая цена: если сравнивать с тем же объемом аналогичного по свойствам жидкого клея, то экономия получается где-то в 2–3 раза.

Какие существуют ограничения/неудобства:

  • Нельзя использовать на поверхностях, которые впоследствии будут нагреваться до температуры размягчения клея.
  • Некоторые материалы им не клеятся: например, силикон (поэтому из него делают специальные рабочие коврики) или полиэтилен.
  • Теплоемкие материалы (металлы) слишком быстро остужают клей, который мгновенно твердеет. Чтобы увеличить «открытое время» схватывания — детали нужно предварительно прогреть (к примеру, техническим феном).
  • Не очень высокая проникающая способность, им сложно «смачивать» и «пропитывать».
  • Клей может тянуться, образуя назойливые нити.
  • Клей может подтекать из сопла пистолета, если не отключать устройство во время пауз в работе.

По конструкции этот инструмент можно разделить на 2 типа.

Ручки. Имеют вытянутую форму, предназначены для «каллиграфического» хвата. Запитываются от аккумуляторов. Более компактные и легкие, удобны в управлении, но обладают невысокой производительностью, поэтому можно считать хорошим вариантом только для рукоделия.

Пистолеты. Традиционный вариант — похожи на ручное оружие. В основном эти девайсы более производительные, могут использоваться в профессиональной деятельности.

Принцип действия и порядок работы клеевым пистолетом

  1. Включаем питание инструмента.
  2. С тыльной стороны устройства плавно и медленно вводим клеевой стержень. Он должен пройти втулку толкателя и попасть в эластичный трубчатый приемник.
  3. Ожидаем прогрева пистолета до рабочей температуры (для разных девайсов нужно разное время — от 15 секунд до десяти минут).
  4. Без лишних усилий, несколько раз, МЕДЛЕННО нажимаем курок, чтобы стержень вошел в нагревательный узел и начал там «таять».
  5. Продолжая нажимать курок, мы увеличиваем количество расплава в резервуаре нагревательной камеры. Работаем стержнем, как поршнем — увеличиваем давление и заставляем жидкий клей выходить через сопло наружу.

Устройство клеевого пистолета

Нагревательный узел. Самый важный и, по факту, самый надежный элемент устройства. Состоит из резервуара и ТЭНа, который расположен под камерой или овивает ее. Применение нескольких нагревательных элементов позволяет решить 2 задачи: подогревать резервуар более равномерно и организовать ступенчатое регулирование мощности, тем самым и температуры.

Подающий узел. Состоит из «карусельного» (движется вокруг своей оси) или «ползункового» (движется поступательно вдоль корпуса) курка и соединенного с ним кольцевого толкателя. Основные детали узла выполнены из пластика, поэтому могут ломаться, если пользователь давит на курок слишком быстро и сильно, или не дожидаясь, пока стержень нормально расплавится.

Эластичная направляющая муфта. Этот элемент (помимо позиционирования стержня), герметизирует нагревательный резервуар от протечек в обратном направлении. Как и подающий узел, муфту тоже можно назвать «капризной» деталью, так как со временем она рассыхается и перестает поддерживать герметичность. Ее довольно часто повреждают, когда пытаются прокрутить или вытянуть стержень — в результате вытекший клей может застопорить детали подающего узла, или оплавить провода, став причиной замыкания. Поэтому для смены клея на другой вид, стержень нужно ножом отрезать по краю муфты, и новым стержнем продавить весь расплав через сопло.

Сопло. Этот элемент сделан из металла, может иметь термоизолирующую накладку из силикона или резины. Оно придает расплаву определенную форму и отчасти (диаметром отверстия) «регулирует» выход клея. В некоторых моделях в сопло интегрирован шариковый клапан, который уменьшает самопроизвольное истекание жидкого клея.

Сменные сопла крепятся на резьбе, откручиваются рожковым ключом, но делать это рекомендуется только при нагретом пистолете, так как оно обычно наглухо зафиксировано застывшим клеем. В наборе к девайсу иногда прилагается несколько «насадок», которые могут иметь разный диаметр отверстия, разную длину и форму носика — например, в комплекте могут находиться плоские сопла для нанесения клея широкой полоской полосой. Существуют также насадки от сторонних производителей, допустим, широкие «утюжки» и планки с несколькими отверстиями.

Корпус. Выполнен из пластика, часто имеет антифрикционные и теплоизолирующие накладки. В стволе пистолета располагаются почти все рабочие органы, а рукоятка сетевых моделей, как правило, почти пустая — в ней двигается курок, проходят провода и иногда уложена плата управления, на ручке ставят выключатель и светодиодный индикатор состояния девайса.

Важные характеристики клеевого пистолета

Мощность. Почти вся потребляемая энергия нужна для работы ТЭНа. Чем выше мощность, тем быстрее до рабочей температуры может прогреваться камера холодного пистолета, и тем больших температур инструмент может достигать (появляется возможность работать с высокотемпературным клеем). Можно однозначно сказать, что запас мощности лишним не будет, так как расплав от перегрева не портится, максимум, что может немного напрягать — это подтекание расплава, если нет регулировок мощности и защитного клапана. Но вот недостаток мощности заставляет мастера нервничать, когда жмешь на курок, а горячий клей из камеры уже выдавлен и нужно немного подождать, чтобы растаял следующий стержень.

Существуют клеевые пистолеты, которые можно простым «тумблером» переключать, например, либо на 60 ватт, либо на 100 ватт — в зависимости от выполняемых задач.

Производительность. Вот на что нужно обращать внимание в первую очередь, вместо мощности. Этот показатель указывает, сколько грамм горячего клея выдает термопистолет за минуту рабочего времени (причем минуту не отдельно взятую, а в процессе длительной непрерывной работы). Фактическая производительность складывается из нескольких моментов:

  • потребляемой мощности,
  • объема резервуара,
  • диаметра отверстия сопла,
  • диаметра стержня.

Диапазон большой: от 2 до 30 г/м. На самом деле именно по производительности можно отнести конкретную модель термопистолета к одному из условных классов.

Диаметр и длина стержня. Чтобы обеспечить высокую производительность в камеру нужно подавать необходимое количество термоклея. Поэтому более серьезные устройства питаются именно 11-миллиметровыми стержнями. А легкие и компактные девайсы для хобби и домашней мастерской в основном рассчитаны на стержни диаметром 7 мм.

Иногда упоминается максимальная длина используемых стержней, но эта характеристика не столь важна, так как в большинстве устройств без проблем можно использовать расходники длиной 30 сантиметров. А если вдруг вам покажется, что подающий узел сильно нагружается, то любым ножом длинную клеевую палочку перед использованием можно разрезать на куски любого размера.

Рабочая температура, регулировка температуры. Почти все виды клеевых стержней нормально плавятся при температурах немногим выше 105-ти градусов. Но некоторые склеиваемые материалы (бумага, пластики, некоторые виды текстиля) плохо переносят высокие температуры — для них иногда нужны пистолеты менее горячие или, желательно, чтобы ТЭН можно было немного «прикрутить».

Поэтому появляются «двухрежимники» с выбором температуры и с электронным поддержанием установленного режима (есть датчики, есть плата с контроллером). Например, пистолет может переключаться либо на 105, либо на 165 градусов. Существуют модели, где регулировка осуществляется плавно и может доходить вплоть до 200 градусов и более, при которых, если нужно, получится быстро расплавлять высокотемпературные виды клея.

Тип питания. В клеевых пистолетах аккумуляторные технологии очень хорошо себя зарекомендовали. Например, литиевая батарея емкостью 1,5 ампер-часа и напряжением 3,6 вольта обеспечивает целых полчаса непрерывной работы, за которые можно выработать 6 стержней клея диаметром 7 мм.

Некоторые девайсы запитываются от «строительных» аккумуляторов — батарея на 5 А-ч напряжением 18 вольт позволяет выработать на одном заряде до 60-ти 11-миллиметровых стержней.

В актив аккумуляторных клеевых пистолетов стоит занести не только удовольствие от работы без проводов, но также и малое время разогрева холодного девайса до рабочей температуры (всего от 15 секунд до пары минут).

Некоторые сетевые термопистолеты тоже показывают неплохую автономность. Достигается это за счёт отстёгивающегося кабеля питания (сюда можно отнести также модели с базой) и хорошей теплоизоляции резервуара с расплавом. Без каких-либо батарей они после отсоединения провода способны давать клей примерно 10–15 минут.

На что еще обратить внимание

Подставка. Она очень нужна, чтобы не портить стол горячим соплом, и чтобы можно было подложить что-то для сбора вытекающих капель клея. Сделана в виде откидывающейся металлической или пластиковой скобы.

Система защиты от капель. Реализуется при помощи шарикового клапана в сопле, полностью не предотвращает подтекание (иногда все-таки нужно сбрасывать лишнее давление), но сводит проблему к минимуму.

Индикация состояния. Светодиод сигнализирует, когда камера прогрелась до рабочей температуры. Это позволяет защитить узел подачи и приемную муфту от повреждения из-за проталкивания стержня в холодный резервуар.

Выключатель на корпусе. Есть далеко не во всех моделях, хотя это очень удобно (нажал кнопку, и не трогаешь вилку в розетке), когда нужно во время паузы в работе отключить устройство, чтобы горячий клей не вытекал зря.

Смотровое окошко. Наличие проема или смотрового окошка в корпусе пистолета позволяет видеть, сколько стержня еще осталось внутри ствола.

Автоматическое отключение. Функция актуальна для аккумуляторных моделей, которые после нескольких минут бездействия уходят в сон для экономии заряда.

Встроенный фонарик. Подсветка рабочей зоны иногда очень выручает в условиях плохой освещенности.

Варианты выбора

Условно любительские модели обладают мощностью порядка 10–60 ватт, универсальные клеевые пистолеты потребляют в диапазоне 60–300 ватт. А вот монстры на 0,5 кВт — это уже клеевые пистолеты для профессионалов.

Устройства с производительностью 15–30 г/м подойдут для наиболее интенсивной работы длительное время. Девайсы с производительностью 6–15 грамм за минуту — это варианты для непродолжительного использования. А недорогие пистолеты на 2–6 г/м подойдут для «точечного» склеивания время от времени.

Если нужен девайс, в любой момент готовый к работе, легкий и максимально удобный — то стоит рассмотреть модели клеевых ручек или автономные аккумуляторные пистолеты в традиционном формфакторе.

Чтобы работа с клеевым пистолетом была по-настоящему чистой и эстетичной — остановитесь на устройствах с защитой от капель.

Оцените статью
Добавить комментарий