মেকাট্রনিক্স
সিস্টেমে অ্যাকচুয়েটর বলতে কি
বোঝায়
মেকাট্রনিক্স
সিস্টেমে অ্যাকচুয়েটর বলতে বোঝায় এমন একটি
ডিভাইস, যার সাহায্যে বিভিন্ন ধরনের মুভমেন্ট করা হয়ে থাকে। সিস্টেমের ডিজাইন এবং মুভমেন্টের প্রয়োজন অনুসারে মেকাট্রনিক্স
সিস্টেমে বিভিন্ন ধরনের অ্যাকচুয়েটর
ব্যাবহার করা হয়। Type of motion অনুসারে অ্যাকচুয়েটার প্রধানত দুই প্রকারের হয়ে থাকে, লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটর এবং রোটারি
অ্যাকচুয়েটর। লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটরের মুভমেন্ট লিনিয়ার
বা সরলরৈখিক হয় এবং রোটারি অ্যাকচুয়েটরের ক্ষেত্রে রোটেশনাল মুভমেন্ট পাওয়া যায়। আবার type of actuation
অনুসারে অ্যাকচুয়েটার তিন ধরনের হয়ে থাকে, ইলেক্ট্রিক অপারেটেড, হাইড্রোলিক
অপারেটেড ও নিউম্যাটিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটার। নিচে ছবির সাহায্যে অ্যাকচুয়েটারের
প্রকারভেদ বোঝানো হল এবং পরবর্তিতে
টাইপ অফ অ্যাকচুয়েশান অনুসারে বিভিন্ন ধরনের অ্যাকচুয়েটর
সম্পর্কে আলোচনা করা হয়েছে।
ইলেক্ট্রিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটর
ইলেক্ট্রিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটর বলতে সাধারনভাবে বিভিন্ন
ধরনের মোটরকেই বোঝানো হয়ে থাকে। কিন্তু মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে এর অর্থ আরও বিস্তৃত। অর্থাৎ
মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে ইলেক্ট্রিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটর বা ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল অ্যাকচুয়েটর বলতে মোটর ছাড়াও আরও বেশ
কিছু ডিভাইসকে বোঝানো হয়ে থাকে। বিভিন্ন মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে এই ধরনের যে অ্যাকচুয়েটরগুলির
ব্যাবহার প্রায়ই দেখা যায়, তার একটি সংক্ষিপ্ত তালিকা নিচে দেওয়া হল।
১। AC ও DC মোটর
২। সার্ভো মোটর
৩। স্টেপার মোটর
৪। ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটার
৫। সলিনয়েড ভাল্ব কয়েল
৬।
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্রেক
১। AC ও DC মোটর - ইলেক্ট্রিক্যালি অপারেটেড অ্যাকচুয়েটর বলতে প্রথমেই যাদের বোঝানো হয়, সেগুলি হল বিভিন্ন ধরনের এবং সাইজের AC ও DC মোটর। মেকাট্রনিক্স সিস্টেমেও প্রয়োজন অনুসারে বিভিন্ন ধরনের AC অথবা DC মোটর ব্যাবহার করা হয়ে থাকে। DC মোটরের তুলনায় AC মোটরের ব্যাবহার সবসমেই সুবিধাজনক, কারন AC মোটরের ক্ষেত্রে কোন Commutation প্রসেস হয় না এবং এই ধরনের মোটরে কোন প্রকার কার্বন ব্রাশ ব্যাবহার করা হয় না। কারন AC মোটরের ক্ষেত্রে আর্মেচার (যেখানে সাপ্লাই ভোল্টেজ দেওয়া হয়) stationary বা স্থির থাকে এবং ম্যাগনেটিক ফিল্ড Rotate করে বা ঘুরতে থাকে, কিন্তু DC মোটরের ক্ষেত্রে ম্যাগনেটিক ফিল্ড stationary বা স্থির এবং আর্মেচার Rotating থাকে। DC মোটরে উপরোক্ত অসুবিধা থাকা স্বত্বেও ছোট ছোট অ্যাপ্লিকেশানের ক্ষেত্রে সবসময় DC মোটরই ব্যাবহার করা হয়, কারন ছোট DC মোটরের ‘Starting torque’ AC মোটরের তুলনায় অনেক বেশী হয় এবং খুব ছোট AC মোটর তৈরি করাও বেশ অসুবিধাজনক। তাই মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে ছোট ছোট অ্যাপ্লিকেশানের ক্ষেত্রে DC মোটর ব্যাবহার করা হয়ে থাকে এবং বড় বা মাঝারি অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষত্রে সবসময় AC মোটরই ব্যাবহার করা হয়। নিচে সাধারন AC ও DC মোটরের ছবি দেওয়া হল।
২। সার্ভো মোটর - সার্ভো মোটর হল একটি স্পেশাল ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল ডিভাইস যা কিনা সাধারনত জটিল মেকাট্রনিক্স সিস্টেমের বিভিন্ন অ্যাক্সিসকে চালাতে বা কোন ঘুর্ণায়মান বস্তুকে কন্ট্রোল্ড স্পিডে ঘোরাতে ব্যাবহার করা হয়। এই ধরনের মোটরের সাহায্যে হাই টর্ক এবং এফিসিয়েন্সি পাওয়া যায় খুবই কম কারেন্টের সাহায্যে এবং তুলনামুলকভাবে এই মোটরগুলি সাইজেও খুব ছোট হয়। সার্ভো মোটরকে সাধারনত আলাদা সার্ভো ড্রাইভ বা অ্যামপ্লিফায়ারের সাহায্যে চালানো হয় এবং এই ধরনের মোটর সাধারনত DC বা AC বা ব্রাশলেস DC মোটর হয়ে থাকে এবং সেক্ষেত্রে আলাদা AC বা DC সার্ভো অ্যামপ্লিফায়ার ব্যাবহার করা হয়। সার্ভো মোটরকে অনেকসময় কন্ট্রোল মোটরও বলা হয় কারন এটি মেকানিক্যাল সিস্টেমকে কন্ট্রোল করে থাকে। সার্ভো মোটর সর্বদা ‘ক্লোজড-লুপ’ সার্ভো সিস্টেমে কাজ করে থাকে। পূর্বে মেকাট্রনিক্স সিস্টমে DC এবং AC দুই ধরনের সার্ভো মোটরই ব্যাবহার করা হত, কিন্তু AC সার্ভো মোটরে DC মোটরের তুলনায় অনেক বেশী সুবিধা থাকায়, বর্তমানে বেশিরভাগ মেকাট্রনিক্স সিস্টেমেই কন্ট্রোল্ড মুভমেন্টের জন্য AC সার্ভো মোটরই ব্যাবহার করা হয়।
সার্ভো মোটরে সবসময়েই ফিডব্যাক সেন্সর লাগানো থাকে এবং এই ফিডব্যাক সেন্সর হিসাবে সাধারণত এনকোডার, ট্যাকো জেনারেটর এবং
রিজলভার ব্যাবহার করা হয়। আগেকার সার্ভো মোটরের ভিতরে
রোটরের শ্যাফটের সাথেই ‘পজিশান ফিডব্যাক সেন্সর’ হিসাবে এনকোডার এবং মোটরের ‘ভেলোসিটি
ফিডব্যাক সেন্সর’ হিসাবে ট্যাকো জেনারেটর নামক দুটি আলাদা ডিভাইস
লাগানো থাকত। কিন্তু বর্তমানে সার্ভো মোটরে এনকোডার বা
রিজলভারকে একটিমাত্র ফিডব্যাক সেন্সর হিসাবে ব্যাবহার করা হয়, এবং এই এনকোডার থেকেই মোটরের পজিশান ও
ভেলোসিটি এই দুটি ফিডব্যাকই নেওয়া হয়ে থাকে। কখনো কখনো সার্ভো মোটরের ভিতরে ব্রেকও ব্যাবহার করা হয়। নিচে দুটি AC
সার্ভো মোটরের ছবি দেওয়া হল।
৩। স্টেপার মোটর - স্টেপার মোটর হল একটি ব্রাশলেস সিনক্রোনাস মোটর, যার সম্পুর্ণ 360 ডিগ্রি মুভমেন্টকে কতগুলি ‘Steps’এ ভাগ করা হয়েছে এবং এই মোটরের রোটেটিং পজিশান এবং স্পিড সুক্ষভাবে কন্ট্রোল করা যায়। স্টেপার মোটরের এই ধরনের নামকরনের কারন, এক্ষেত্রে প্রতিটি ইলেক্ট্রিক্যাল পালসের জন্য মোটরের শ্যাফটের একটি স্টেপ মুভমেন্ট হয়। সার্ভো মোটরের মতই এই ধরনের মোটরও আলাদা ড্রাইভার ইউনিটের সাহায্যে চালানো হয়, যা কিনা মোটরকে ঘোরানোর জন্য প্রয়োজনীয় ইলেক্ট্রিক্যাল পালস জেনারেট করে থাকে। সাধারনত স্টেপার মোটরের ঘোরার স্পিড ওই ইলেক্ট্রিক্যাল পালসের ফ্রিকোয়েন্সির ওপরেই নির্ভর করে। নিচে দুটি স্টেপার মোটরের ছবি দেওয়া হল।
স্টেপার মোটর সাধারনত তিন ধরনের হয়ে থাকে, Variable reluctance stepper motor, Permanent Magnet stepper motor এবং Hybrid stepper motor। এই ধরনের মোটরগুলিতে একটি ম্যাগনেটিক অথবা দাঁতযুক্ত (Toothed) সফট আয়রনের রোটর থাকে, যা কিনা কয়েকটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্টেটরের মধ্যে ঘুরতে সক্ষম (ছবিতে দ্রষ্টব্য)। যখন স্টেটরগুলিকে ‘Energized’ করা হয়, তখন রোটরের ওপর একটি টর্ক উৎপন্ন হয় এবং সেটি এমনভাবে ঘুরে যায়, যাতে ম্যাগনেটিক পোল অথবা দাঁতগুলির সাথে স্টেটর কয়েলগুলির ‘Minimum Gap’ উৎপন্ন হয়। এখন স্টেটরগুলিকে যদি একটা ‘Fixed sequence’এ এনার্জাইজড করা যায়, তবে স্টেপার মোটরের রোটরের কন্টিনিউয়াস মুভমেন্ট পাওয়া যায়।
৪। ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটার বা ELA - ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারে সাধারনত একটি 12V DC মোটর ব্যাবহার করা হয় (কিছু ক্ষেত্রে অন্য ধরনের মোটরও ব্যাবহৃত হয়), যা কিনা গিয়ারের সাহায্যে একটি ‘লিড-স্ক্রু অ্যান্ড নাট’ অ্যাসেম্বলিতে লিড-স্ক্রুকে ঘোরানোর কাজ করে এবং লিড-স্ক্রুর ঘুর্ননের ফলে নাটের সাথে যুক্ত শ্যাফটের মধ্য দিয়েই লিনিয়ার মুভমেন্ট পাওয়া যায়। অর্থাৎ ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারের সাহায্যে মোটরের ঘুর্ননের দ্বারা কোন শ্যাফটের মধ্যে সরলরৈখিক বা লিনিয়ার মুভমেন্ট নেওয়া হয়। লিনিয়ার মুভমেন্ট পাওয়ার জন্য যেহেতু হাইড্রোলিক এবং নিউম্যাটিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারের সাথে যুক্ত ভাল্ব, পাম্প, প্রেশার লাইন ইত্যাদির প্রয়োজন হয় না, তাই ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারের ব্যাবহার সবসময়ই সুবিধাজনক এবং এগুলি সবসময়েই কম্প্যাক্ট ডিজাইনের হয়।
বিভিন্ন লেংথের Stroke এবং
স্পিড অনুসারে ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারও বিভিন্ন ডিজাইনের হয় এবং লিড-স্ক্রুর লেংথের ওপর সাধারনত অ্যাকচুয়েটারের Stroke নির্ভর করে থাকে। মোটরের ক্লকওয়াইজ এবং
অ্যান্টি-ক্লকওয়াইজ মুভমেন্টের সাথে সাথে শ্যাফটের এক্সটেন্ড বা রিট্রাক্ট মুভমেন্ট
হয় এবং শ্যাফটের মুভমেন্ট দুদিকেরই শেষ প্রান্তে পৌঁছানোর পর যাতে মোটরের সাপ্লাই
বন্ধ হয়ে যায়, তার জন্য দুটি ছোট স্ন্যাপ সুইচকে ব্যাবহার করা হয় মোটরের সাপ্লাইকে
বন্ধ বা ‘cut’ করার জন্য। নিচে একটি ইলেক্ট্রিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারের ছবি
দেওয়া হল।
৫। সলিনয়েড ভাল্ব কয়েল - সলিনয়েড ভাল্ব কয়েল একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক অ্যাকচুয়েটর এবং এখানে ইলেক্ট্রিক্যাল এনার্জিকে কাজে লাগিয়ে, সাধারনত হাইড্রোলিক বা নিউম্যাটিক প্রেশার লাইনকে বিভিন্ন দিকে পরিচালনা করা হয়। সলিনয়েড ভাল্ব কয়েলে কপার ওয়্যারকে ফাঁপা চোঙাকার করে জড়ানো থাকে এবং যখন ইলেক্ট্রিক কারেন্ট ঐ কয়েলের মধ্যে দিয়ে পাঠানো হয়, তখন ফাঁপা চোঙাকার অংশে একটি ম্যাগনেটিক ফিল্ড তৈরি হয়। কয়েলটিকে সলিনয়েড ভাল্বের (হাইড্রোলিক বা নিউম্যাটিক) সাথে একমনভাবে সংযোগ করা থাকে যাতে কিনা সলিনয়েড ভাল্বের মধ্যে অবস্থিত একটি ফেরো-ম্যাগনেটিক কোর যাকে ‘ভাল্ব প্লাঞ্জার’ বলা হয়, সেটি ভাল্ব কয়েলের ঐ ফাঁপা চোঙাকার অংশের মধ্যে ঠিকঠাক বসে যায়। যখন ফাঁপা চোঙাকার অংশে ম্যাগনেটিক ফিল্ড তৈরি হয়, তখন ঐ ভাল্ব প্লাঞ্জারটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটে পরিনত হয় এবং সেটি বাইরের দিকে বেরিয়ে যাওয়ার চেষ্টা করে, ভাল্বের মধ্যের একটি ‘অরিফিস’ খুলে যায় এবং প্রেশার লাইনকে একটি নির্ধারিত দিকে চালিত করে। নিচের ছবিতে একটি “নিউম্যাটিক” সলিনয়েড ভাল্ব কয়েলের “এনার্জাইজড” এবং “ডি-এনার্জাইজড” অবস্থা দেখানো হয়েছ, যেখানে ম্যাগনেটিক প্লাঞ্জারের মুভমেন্টের ফলে এয়ার প্রেশার লাইনের ভাল্বের দিকে খোলা এবং বন্ধ অবস্থা বোঝানো হয়েছে। সলিনয়েড ভাল্ব কয়েল সাধারনত বিভিন্ন ভোল্টেজের এবং DC ও AC দুই ধরনেরই হয়ে থাকে। মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে সাধারনত 24Volt DC, 110-Volt AC এবং 220/240-Volt AC কয়েল ব্যাবহৃত হয়। এছাড়াও বিভিন্ন ধরনের মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে হাইড্রোলিক এবং নিউম্যাটিক এই দুই ধরনের কয়েলের ব্যাবহার দেখা যায়, যেগুলির মধ্যে 24Volt DC কয়েল সাধারনত নিউম্যাটিকের জন্য এবং 110/ 220 Volt AC কয়েল হাইড্রোলিকের জন্য ব্যাবহার করা হয়। নিচে বাঁদিকে একটি 24Volt DC নিউম্যাটিক সলিনয়েড ভাল্ব কয়েলের ছবি দেওয়া হল।
৬। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্রেক - কোন ঘুর্ণায়মান বস্তুকে স্লো করা বা থামানোর জন্য সাধারনত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্রেক ব্যাবহার করা হয়। এখানে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফোর্সের সাহায্যে মেকানিক্যাল রেজিস্টেন্স বা ফ্রিকশান তৈরি করা হয়, তাই এটিকে ইলেক্ট্রো-মেকানিক্যাল ব্রেকও বলা হয়। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্রেক কাজের ধরন অনুযায়ী বিভিন্ন প্রকারের হয়, এবং এগুলি সাধারনত মোটরের শ্যাফটের সাথে সংযুক্ত থাকে। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক পাওয়ার অফ ব্রেকে একটি খুব শক্তিশালী পারমানেন্ট ম্যাগনেট এবং একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কয়েল থাকে এবং এদুটি মোটরের বডির সাথে সংযুক্ত থাকে। একটি “ফ্রিকশান ডিস্ককে” মোটরের শ্যাফটের সাথে স্প্রিঙের সাহায্যে এমনভাবে লাগানো হয় যাতে কিনা স্বাভাবিক অবস্থায় ঐ ফ্রিকশান প্লেটকে পারমানেন্ট ম্যাগনেট দৃড়ভাবে আকর্শন করে রাখে। ফলে স্বাভাবিক অবস্থায় মোটরের শ্যাফটের কোনরকম মুভমেন্ট হয় না। যখন ব্রেকের কয়েলে ভোল্টেজ সাপ্লাই দেওয়া হয়, তখন ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কয়েলের জন্য সৃষ্ট ইলেক্ট্রোম্যাগনেট ঐ পারমানেন্ট ম্যাগনেটের ম্যাগনেটিক ফ্লাক্সকে নিউট্রালাইজ করে দেয়। ফলে ফ্রিকশান প্লেটটি স্প্রিং টেনশানের ফলে আলগা হয়ে যায় এবং মোটরের শ্যাফটটি ঐ অবস্থায় সহজেই ঘুরতে সক্ষম হয়। আবার যখন ব্রেকের কয়েলে ভোল্টেজ সাপ্লাই বন্ধ করা হয়, তখন পুনরায় ফ্রিকশান প্লেটটি চেপে বসে যায় এবং মোটরের শ্যাফটের মুভমেন্ট বন্ধ করে দেয়। নিচে একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্রেকের ছবি দেওয়া হল।
হাইড্রোলিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটার
হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটার বলতে বোঝায় এমন একটি ডিভাইস যা কিনা প্রেসারাইজড হাইড্রোলিক ফ্লুইড এনার্জিকে মেকানিক্যাল এনার্জিতে পরিবর্তন করে। হাইড্রোলিক সিস্টেমে একটি ইন্ডেকশান মোটরের সাহায্যে হাইড্রোলিক পাম্পকে চালিয়ে প্রেসারাইজড হাইড্রোলিক ফ্লুইডকে বিভিন্ন ভাল্বের মধ্য দিয়ে প্রয়োজন অনুযায়ী বিভিন্ন হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটারে পাঠানো হয়। সাধারনত বিভিন্ন ধরনের মেকানিক্যাল কাজ যেমন ব্লকিং, ক্ল্যাম্পিং, ইজেক্টিং বা কিছু ক্ষেত্রে পাওয়ার ট্রান্সমিশনের জন্য বহু ক্ষেত্রেই হাইড্রোলিক প্রেশার ব্যাবহার করা হয়ে থাকে। মেকাট্রনিক্স সিস্টেমেও বিভিন্ন ধরনের হাইড্রোলিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটারের সাহায্যে হাইড্রোলিক প্রেশারকে কাজে লাগিয়ে বিভিন্ন ধরনের কাজ সম্পন্ন করা হয়। হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটারের কর্মক্ষমতা নির্ভর করে থাকে হাইড্রোলিক ফ্লুইডের প্রেশার, ফ্লো রেট, অ্যাকচুয়েটারের মধ্যের প্রেশার ড্রপ ইত্যাদির উপর এবং হাইড্রোলিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটার লিনিয়ার এবং রোটারি এই দুই ধরনেরই হতে পারে। লিনিয়ার টাইপ অ্যাকচুয়েটার বলতে সাধারনত বিভিন্ন ধরনের সিলিন্ডারকেই বোঝায় এবং রোটারি হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটার হিসাবে বিভিন্ন ধরনের হাইড্রোমোটরের ব্যাবহার মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে প্রায়ই দেখা যায়। নিচে বিভিন্ন ধরনের হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটারের সম্মন্ধে বিস্তৃত আলোচনা করা হল।
লিনিয়ার হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটার - মেশিনের সাথে যুক্ত কোন ডিভাইসকে কেবলমাত্র স্ট্রেইট লাইনে মুভমেন্ট করানোর জন্যই লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটারের ব্যাবহার হয় এবং এই মুভমেন্টের পরিমাপ নির্ভর করে ঐ অ্যাকচুয়েটারের গঠনের উপর। হাইড্রোলিক সিলিন্ডার হল যে কোন মেশিনে সবথেকে বেশী ব্যাবহৃত লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটার। হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের মধ্যে একটি পিষ্টন রড থাকে, যাকে প্রেসারাইজড ফ্লুইডের সাহায্যে আগুপিছু (extend & retract) করে কোন এক্সটার্নাল লোডকে প্রয়োজন অনুযায়ী সরলরেখা পথে পুল এবং পুশ ফোর্স দেওয়া হয়। কাজের ধরন অনুযায়ী হাইড্রোলিক সিলিন্ডার প্রধানত দুই ধরনের হয়, এগুলি হল নিম্নরূপ।
·
সিংগল অ্যাকটিং
সিলিন্ডার
·
ডাবল অ্যাকটিং
সিলিন্ডার
সিংগল অ্যাকটিং সিলিন্ডার - নিচে দেওয়া ছবি অনুযায়ী সিংগল অ্যাকটিং সিলিন্ডারে একটি পিষ্টনকে একটি সিলিন্ড্রিক্যাল হাউজিং যাকে কিনা ব্যারেল বলা হয়, এর ভিতরে ঢোকানো থাকে, এবং ঐ পিষ্টনের সাথেই একটি রড এমনভাবে লাগানো থাকে, যাতে কিনা পিষ্টনের মুভমেন্টের সাথে সাথেই সেটি আগেপিছে মুভ করতে পারে। পিষ্টনের পরিধি বরাবর একটি পিষ্টন সিল এমনভাবে বসানো হয়, যাতে কিনা প্রেসারাইজড ফ্লুইড সিলিন্ডারের উপরের অংশে না চলে আসতে পারে। পিষ্টনের সাথে লাগানো রডের বিপরিত দিকে সিলিন্ড্রিক্যাল হাউজিং এর গায়ে একটি পোর্ট থাকে, যার মধ্যে দিয়ে প্রেসারাইজড ফ্লুইড সিলিন্ডারের মধ্যে ঢুকতে বা বেরোতে পারে। ঐ প্রেসারাইজড ফ্লুইডের সাহায্যে সিলিন্ডারের পিষ্টন কেবল একদিকেই মুভ করতে পারে। সিলিন্ডারের পিষ্টনকে বিপরিত দিকে মুভ করানোর জন্য অর্থাৎ পুর্বাবস্থায় ফিরিয়ে আনার জন্য একটি স্প্রিং এর টেনশানকে কাজে লাগানো হয় (নিচের ছবিতে দ্রষ্টব্য)।
সিলিন্ড্রিক্যাল হাউজিং এর সামনের
দিকেই আর একটি ছোট পোর্ট থাকে, যাকে ভেন্ট
পোর্ট (vent port) বলে, যার সাহায্যে সিলিন্ডারের
উপরের অংশের জমা এয়ার বাইরের এটোমোস্ফিয়ারে সহজেই বেরিয়ে যেতে পারে। আবার
ভাল্বের যে প্রেশার লাইনকে কন্ট্রোল করে সিংগল অ্যাকটিং
সিলিন্ডারকে বাইরের দিকে মুভ করানো হয়, যখন পিস্টনটি রিট্র্যাক্ট (retract) করে অর্থাৎ নিজের জায়গায় ফিরে আসে, তখন ঐ প্রেশার লাইনটিই
ভাল্বের মধ্যে দিয়ে ট্যাঙ্ক লাইনের সাথে যুক্ত হয়ে যায়। ফলে
সিলিন্ডারের পিষ্টনের নিচের অংশে জমা ফ্লুইড ঐ লাইনের মধ্যে দিয়ে সহজেই হাইড্রোলিক
ট্যাঙ্কে ফিরে আসে। সিংগল অ্যাকটিং
সিলিন্ডার দুই ধরনের হতে পারে, পুশ টাইপ এবং পুল টাইপ। এই দুই ধরনের সিলিন্ডারের কর্মপদ্ধতি একই রকমের, শুধুমাত্র সিলিন্ডারের
প্রেশার পোর্ট এবং ভেন্ট পোর্টের
অবস্থান বিপরিত দিকে হয়ে থাকে (নিচের ছবিতে দ্রষ্টব্য)।
ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডার - ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারের কর্মপদ্ধতি অর্থাৎ সিলিন্ডারের পিষ্টনকে মুভ করানোর পদ্ধতি আনেকটা সিংগল অ্যাকটিং সিলিন্ডারের মতই, শুধুমাত্র এখানে সিলিন্ডারের পিষ্টনকে বিপরিত দিকে মুভ করানোর জন্য স্প্রিং এর পরিবর্তে আলাদাভাবে প্রেশার লাইন থাকে। অর্থাৎ ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারে পিষ্টনের দুইদিকে মুভমেন্টের জন্য সিলিন্ডারের উপরে এবং নিচের দিকে দুটি আলাদা প্রেশার লাইন থাকে। নিচের ছবিতে দ্রষ্টব্য।
ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডার দুই ধরনের হতে পারে, পিষ্টন রড ইন ওয়ান সাইড এবং পিষ্টন রড ইন বোথ সাইড। অর্থাৎ সিলিন্ডারের পিষ্টন রড সিলিন্ডারের একদিকে বা উভয়দিকেই থাকতে পারে। তবে বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে ওয়ান সাইডেড পিষ্টন রড ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারই ব্যাবহৃত হয়। কেবলমাত্র কিছু বিশেষ ক্ষেত্রেই বোথ সাইডেড পিষ্টন রড ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারের ব্যাবহার দেখা যায়। পরের পাতায় একটি পিষ্টন রড ইন ওয়ান সাইড ডাবল অ্যাকটিং হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের ছবি দেওয়া হল।
রোটারি হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটার - সাধারনত মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে যেখানে হাই টর্ক, এবং হেভি ডিউটি রোটারি মোশানের প্রয়োজন হয়, সেখানে ইন্ডাকশান মোটরের তুলনায় হাইড্রোলিক রোটারি অ্যাকচুয়েটার ব্যাবহার করা হয়। অর্থাৎ এই ধরনের অ্যাকচুয়েটারের সাহায্যে যেখানে কোন হেভি লোডকে ঘোরানো বা ইন্ডেক্সিং করার প্রয়োজন হয়, সেখানে এর ব্যাবহার খুবই উপযোগী হয়। হাইড্রোলিক রোটারি অ্যাকচুয়েটার দুই প্রকারের হতে পারে, লিমিটেড মুভমেন্ট রোটারি অ্যাকচুয়েটার এবং কন্টিনিউয়াস মুভমেন্ট রোটারি অ্যাকচুয়েটার বা হাইড্রো-মোটর। কাজের প্রকারভেদ এবং গঠন অনুসারে বিভিন্ন ধরনের লিমিটেড মুভমেন্ট রোটারি অ্যাকচুয়েটার পাওয়া যায়, এগুলির মধ্যে র্যাক অ্যান্ড পিনিয়ন টাইপ, ক্র্যাঙ্ক লিভার টাইপ, ভেন টাইপ, প্যারালাল পিস্টন টাইপ ইত্যাদি উল্লেখযোগ্য। নিচে র্যাক অ্যান্ড পিনিয়ন টাইপ এবং ভেন টাইপ লিমিটেড মুভমেন্ট রোটারি অ্যাকচুয়েটারের ছবি দেওয়া হল।
কন্টিনিউয়াস মুভমেন্ট হাইড্রোলিক রোটারি অ্যাকচুয়েটার বা সংক্ষেপে হাইড্রো-মোটর, সাধারনত মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে যেখানে হেভি ডিউটি এবং স্লো কন্টিনিউয়াস রোটারি মোশানের প্রয়োজন হয়, সেখানে ব্যাবহার করা হয়। অর্থাৎ যে সকল মেশিনের ক্ষেত্রে কোন হেভি লোডকে খুব ধীরে ধীরে এবং কন্টিনিউয়াস ঘোরানোর প্রয়োজন হয়, সেক্ষেত্রে ইন্ডাকশান মোটরের তুলনায় হাইড্রোমোটরের ব্যাবহার খুবই উপযোগী হয়। কারন একই কর্মসম্পাদনের ক্ষেত্রে হাইড্রো মোটরের সাইজ, ইন্ডাকশান মোটরের তুলনায় অনেক ছোট হয়। গঠন অনুসারে বিভিন্ন প্রকারের হাইড্রো-মোটর পাওয়া যায়, যেগুলির মধ্যে গিয়ার টাইপ, পিস্টন টাইপ, ভেন টাইপ ইত্যাদি উল্লেখযোগ্য। নিচে একটি ভেন টাইপ হাইড্রো-মোটরের ছবি দেওয়া হল।
নিউম্যাটিক অপারেটেড অ্যাকচুয়েটার
নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটার বলতে বোঝায় এমন একটি ডিভাইস যা কিনা প্রেসারাইজড বা কম্প্রেসড এয়ারের এনার্জিকে মেকানিক্যাল এনার্জিতে পরিবর্তন করে। কোনো গ্যাসিয়াস পদার্থকে যখন চাপ দিয়ে বা কম্প্রেস করে তার ভলিউম কমানো হয়, তখন ঐ গ্যাসিয়াস পদার্থের মধ্যেকার প্রেশারও বৃদ্ধি পায়, এবং এই বর্ধিত প্রেশারকে কাজে লাগিয়ে বিভিন্ন কাজ করানো সম্ভব হয়। আবার এই কম্প্রেসড এয়ারকে যদি একটি রিজার্ভারে স্টোর করা যায়, তবে পরবর্তীকালেও ঐ কম্প্রেসড এয়ার প্রেশারকে কাজে লাগানো সম্ভব হয়। নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটার কম্প্রেসড এয়ারের সাহায্যে মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে বিভিন্ন ধরনের কাজ করে থাকে, যেমন মেশিনের অটোমেটিক ডোর ওপেন ক্লোজ, কাটিং টুলের চেঞ্জিং আর্ম মুভমেন্ট ইত্যাদি। যেহেতু নিউম্যাটিক প্রেশার সাধারনত ৫ থেকে ৭ কেজির মধ্যে থাকে, তাই বেশীরভাগ ক্ষাত্রেই কম পরিমান লোড বা বাধা অতিক্রম করার জন্য কেবলমাত্র নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটার ব্যাবহার করা যায়, নতুবা হেভি লোডের জন্য নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটারের পিস্টনের ডায়ামিটার বড় করার প্রয়োজন হয়। নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটারও হাইড্রোলিক অ্যাকচুয়েটারের মত লিনিয়ার এবং রোটারি এই দুই প্রকারের হয়ে থাকে।
নিউম্যাটিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটার - নিউম্যাটিক লিনিয়ার অ্যাকচুয়েটার বলতে সাধারনত বিভিন্ন ধরনের নিউম্যাটিক সিলিন্ডারকেই বোঝায়। গঠন এবং সিলিন্ডারটির কাজের ধরন অনুযায়ী নিউম্যাটিক সিলিন্ডারও বিভিন্ন প্রকারের হয়। কম্প্রেসড এয়ারের এনার্জি যেহেতু হাইড্রোলিক এনার্জির তুলনায় অনেক কম হয়, তাই নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের সাহায্যে হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের তুলনায় অনেক কম পরিমানের মেকানিক্যাল এনার্জি পাওয়া যায়, এই কারনে নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের গঠনও হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের তুলনায় হাল্কা হয়। একই পরিমান কাজ হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের বদলে নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের সাহায্যে করতে হলে ঐ নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের ব্যারেলের ডায়ামিটারও অনেক বেশী করার প্রয়োজন হয়। যে কোন মেকাট্রনিক্স সিস্টেমেই নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের ব্যাবহার সবসময়ই হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের তুলনায় অনেক সহজ কিন্তু যে সকল ক্ষেত্রে কোন ডিভাইসে ‘স্টেডি ফোর্স’ দেওয়ার প্রয়োজন বা যেখানে ‘ফ্লাকচুয়েটিং লোড’ থাকে, সেইসকল ক্ষেত্রে সবসময় হাইড্রোলিক সিলিন্ডারই ব্যাবহৃত হয়।
নিউম্যাটিক
সিলিন্ডারের রেসপন্স টাইম খুবই দ্রুত হয়, তাই এই ধরনের সিলিন্ডার
ব্যাবহারের যেমন কিছু সুবিধা আছে, সেরকম একটি অসুবিধাও রয়েছে, সেটি হল সিলিন্ডারটি
স্ট্রোক কমপ্লিট করার সময় পিস্টনটি সিলিন্ডারের এন্ড কভারের উপর জোরে ধাক্কা দেয়, ফলে সিলিন্ডারটির সহজেই ক্ষতিগ্রস্থ হবার সম্ভাবনা থাকে। এই অসুবিধা দূর করার জন্য প্রায় সব ধরনের নিউম্যাটিক
সিলিন্ডারেই কুশনিং ব্যাবস্থা থাকে, এটি এমন একটি ব্যাবস্থা যা
কিনা সিলিন্ডারের পিস্টনের মুভমেন্ট যখন একদম শেষের দিকে পৌছায়, তখন তাকে স্লো করে
দেয়। নিউম্যাটিক সিলিন্ডারে
সাধারনত দুই ধরনের কুশনিং ব্যাবস্থা থাকে, এগুলি হল ফিক্সড এবং অ্যাডজাস্টেবল
কুশনিং। ফিক্সড কুশনিং সাধারনত কম বোরের নিউম্যাটিক
সিলিন্ডারে ব্যাবহৃত হয়, এবং যেখানে সিলিন্ডারের পিস্টনের স্পিড খুব বেশী থাকে, সেই সব সিলিন্ডারে অ্যাডজাস্টেবল কুশনিং ব্যাবস্থা থাকে। বিভিন্ন ধরনের নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের
মধ্যে নিম্নলিখিত তিন ধরনের সিলিন্ডারই মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে সবচেয়ে বেশী দেখতে পাওয়া যায়।
·
সিংগল অ্যাকটিং
নিউম্যাটিক সিলিন্ডার
·
ডাবল অ্যাকটিং
নিউম্যাটিক সিলিন্ডার
·
রডলেস নিউম্যাটিক সিলিন্ডার
নিচে মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে বহুল
ব্যাবহৃত একটি ডাবল অ্যাক্টিং নিউম্যাটিক সিলিন্ডার ও তার ভিতরের অংশের ছবি দেওয়া হল।
সিংগল অ্যাকটিং নিউম্যাটিক সিলিন্ডার - হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের মতই এই ধরনের সিংগল অ্যাকটিং নিউম্যাটিক সিলিন্ডারের কর্মপদ্ধতিও প্রায় একই রকম হয়। এখানেও
একটি পিষ্টনকে সিলিন্ড্রিক্যাল হাউজিং এর ভিতরেই
ঢোকানো থাকে, এবং ঐ পিষ্টনের সাথেই একটি রড যুক্ত থাকে, যাতে কিনা পিষ্টনের মুভমেন্টের সাথে সাথেই সেটি আগেপিছে করে। পিষ্টনের
মুভমেন্ট এখানে এয়ার প্রেশারের সাহায্যে করা হয়, এবং পিষ্টনের
রিটার্ন মুভমেন্ট স্প্রিং
এর সাহায্যে হয়। এই ধরনের সিলিন্ডারে সাধারনত ফিক্সড অথবা অ্যাডজাস্টেবল
কুশনিং ব্যাবস্থা থাকে। হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের মতই এক্ষেত্রেও
সিংগল অ্যাকটিং সিলিন্ডার দুই প্রকারের হতে পারে, পুশ টাইপ এবং পুল টাইপ।
নিচে একটি পুশ টাইপ সিংগল অ্যাকটিং
সিলিন্ডারের ছবি দেওয়া হল।
ডাবল অ্যাকটিং নিউম্যাটিক সিলিন্ডার - এই ধরনের সিলিন্ডারও হাইড্রোলিক ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারের মতই কাজ করে। নিউম্যাটিক ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারও দুই ধরনের হতে পারে, পিষ্টন রড ইন ওয়ান সাইড এবং পিষ্টন রড ইন বোথ সাইড। অর্থাৎ সিলিন্ডারের পিষ্টন রড সিলিন্ডারের একদিকে বা উভয়দিকেই থাকতে পারে এবং এই ধরনের সিলিন্ডারেও কুশনিং ব্যাবস্থা থাকে। নিচে একটি পিষ্টন রড ইন ওয়ান সাইড ডাবল অ্যাকটিং সিলিন্ডারের ছবি দেওয়া হল।
রডলেস
নিউম্যাটিক সিলিন্ডার - এই ধরনের
নিউম্যাটিক সিলিন্ডার বেসিক সিলিন্ডারের থেকে ভিন্ন হয়, কারন এই
ধরনের সিলিন্ডারে পিস্টনের সাথে কোন পিস্টন রড যুক্ত থাকে না। এখানে সিলিন্ডারের ভিতরের পিস্টনটিকে বাইরের লোড ক্যারিং কার্টিজের সাথে
ম্যাগনেটিক বা মেকানিক্যাল কাপলিং দিয়ে যুক্ত করা হয়। রডলেস
নিউম্যাটিক সিলিন্ডার সাধারনত তিন ধরনের হয়, এগুলি হল কেবল সিলিন্ডার, সিলিং ব্যান্ড
সিলিন্ডার উইথ স্লটেড সিলিন্ডার ব্যারেল এবং ম্যাগনেটিক্যালি
কাপলড স্লাইড সিলিন্ডার। এই তিন ধরনের রডলেস সিলিন্ডারের
মধ্যে মেকাট্রনিক্স সিস্টেমে সিলিং ব্যান্ড সিলিন্ডার উইথ স্লটেড সিলিন্ডার
ব্যারেল এবং ম্যাগনেটিক্যালি কাপলড স্লাইড
সিলিন্ডার গুলিই বেশী ব্যাবহৃত হয়। নিচে একটি ম্যাগনেটিক্যালি কাপলড রডলেস সিলিন্ডারের ছবি দেওয়া হল।
নিউম্যাটিক রোটারি অ্যাকচুয়েটার - নিউম্যাটিক রোটারি অ্যাকচুয়েটারে নিউম্যাটিক এনার্জি বা এয়ার প্রেশারের সাহায্যে রোটারি মুভমেন্ট পাওয়া যায়। নিউম্যাটিক রোটারি অ্যাকচুয়েটার দুই ধরনের হতে পারে প্রথমটি যার সাহায্যে কন্টিনিউয়াস রোটারি মুভমেন্ট পাওয়া যায় এবং দ্বিতীয়টি যার সাহায্যে লিমিটেড রোটারি মুভমেন্ট পাওয়া যায়। কন্টিনিউয়াস রোটারি মুভমেন্ট নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটারকে নিউম্যাটিক মোটরও বলা হয়। গঠন এবং কাজের ধরন অনুযায়ী নিউম্যাটিক মোটরও তিন প্রকারের হয়, এগুলি হল পিস্টন মোটর, স্লাইডিং ভেন মোটর এবং গিয়ার মোটর। নিচে একটি স্লাইডিং ভেন টাইপ নিউম্যাটিক মোটরের ছবি দেওয়া হল।
লিমিটেড
রোটারি মুভমেন্ট নিউম্যাটিক অ্যাকচুয়েটারের
সাহায্যে সাধারনত হাই টর্ক আউটপুট পাওয়া যায় এবং
এগুলির স্ট্যান্ডার্ড রোটেশান সাধারনত 90°, 180º এবং 270° হয়। আবার লিমিটেড রোটারি মুভমেন্ট রোটারি অ্যাকচুয়েটারও
তিন প্রকারের হয়ে থাকে, এগুলি হল ভেন টাইপ, র্যাক
অ্যান্ড পিনিয়ন টাইপ এবং হেলিক্স স্পাইন টাইপ নিউম্যাটিক রোটারি অ্যাকচুয়েটার। নিচে একটি র্যাক
অ্যান্ড পিনিয়ন টাইপ লিমিটেড মুভমেন্ট রোটারি অ্যাকচুয়েটারের
ছবি দেওয়া হল।
কোন মন্তব্য নেই:
একটি মন্তব্য পোস্ট করুন