歴史的に見ても、産業用アプリケーションでは、電動または油圧のリニアスマートアクチュエータを使用したシステム内での荷重または力の測定が必要とされてきました。これらのアプリケーションで荷重計測を行うには、油圧式スマートアクチュエータと電気式スマートアクチュエータという2つの主要なソリューションがあります。

油圧式スマートアクチュエータ

これらのアクチュエータは、通常、圧力変換器を用いて流体の圧力を測定することで、シリンダやシステムの負荷を監視しています。 この方法では、システム内の液圧レベルをオペレータが把握することができますが、ピストンが加える力を測定する際には本質的な誤差があります。流体の温度、シリンダのサイズ、摩擦、ピストン/ロッドシールの形状、横方向の荷重などのばらつきは、荷重計算に20%以上のマイナスの影響を与えます。

電動スマートリニアアクチュエータ - オープンループ

これまでは、アクチュエータの回転用サーボモータに送る電圧と電流を制御することで、オープンループの計測システムを採用していました。この方法では、力の値を計算する際に、15~20%以上の誤差が生じることがあります。誤差は、摩擦とアクチュエータの状態の両方で発生します。

電動スマートリニアアクチュエータ - クローズドループ

様々な産業において、アクチュエータシステム内の荷重や力をより正確に計測することが求められています。これは、スマート・リニア・アクチュエータを構成する力の測定に、ひずみゲージを用いたロードセル方式を使用することで実現できます。ひずみゲージ式ロードセルをアクチュエータの外部または内部に配置することで、±1%以下の精度で正確な力の測定が可能になります。頑丈なロードセルは、システム内でアクチュエータが加える力や、システムに作用する外力を測定することができます。mv/V、4-20mA、0-5VDC、J1939 CANbusなど、さまざまなロードセルの出力が信号を送り、電動アクチュエータのサーボモータや油圧バルブの出力を増加させて、必要な力のレベルに適切に調整することができます。

HBMのOEMセンサ

OEMレベルでは、HBMは高度にカスタム化され完全に理想的なロードセルを提供することができ、アクチュエータのハウジングや機械システム内のどこにでもフィットするように設計されています。これにより、OEMのお客様には、お客様のシステムに合わせてロードセルを設計し、お客様の希望する仕様に合わせて、より高い柔軟性を提供することができます。精密な力と荷重の計測を必要とするアプリケーションのリストは、様々な理由で急速に増加しています。

製造業では、マテリアルハンドリング、成形、ダイカット、スタンピング、リベットなどの進歩により、より高いレベルの精度が求められるようになっています。プロセスオートメーションでは、ロードセルを使った力の測定により、同期した負荷バランスを実現することができます。

オフハイウェイ産業車両は、より高いレベルの安全性を提供するとともに、よりインテリジェントになっています。 これには、植付ダウンフォースや穀物タンクのバランス調整、シザーリフトやクレーンホイストの安全な過負荷状態の監視など、農業機械のより高度な制御が含まれます。 

医療施設では、病院のベッド、階段昇降機、リフトテーブルなどを賢く制御することで、患者のケアを向上させることができます。

幅広い工業アプリケーションの進歩に伴い、電気および油圧式のスマートアクチュエータが実装されている場所では、正確な荷重および力の計測がより一層必要になってきます。HBMは、明日の最も困難な課題に対処するためのカスタムロードセルソリューションを設計・製造するために、OEMと提携する準備ができています。