电动缸是什么?它的结构和特点在一篇文章中已经有过简单的介绍。今天,小编要带小伙伴们去认识电动缸的其他内容。
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电动缸的由来
自动化生产不断改进,于是电动缸随之产生。电动缸的出现替代了市场上原有的液压缸和气缸。电动缸可视为液压缸和气缸的最佳替代物,它具备更环保、更节能、更干净的优点,还能很容易地与 PLC 等控制系统相连接,以实现高精密运动控制。
PLC 是一种具有微处理器的数字电子设备。它是用于自动化控制的数字逻辑控制器。能够将控制指令随时加载到存储器内进行存储与运行。PLC 大多具备可扩展通信网络模块的功能。简单的 PLC 以 BUS 缆线或 RS-232 方式进行通信链接。较高端的 PLC 会采用 USB 或以太网方式来做通信链接。PLC 之间可以通过它交换信息,PLC 与个人计算机以及其他智能设备之间也能借助它交换信息,从而形成一个统一的整体,实现分散集中控制。如今,几乎所有的 PLC 新产品都具备通信网络功能,它如同计算机一样拥有 RS - 232 接口,利用双绞线、同轴电缆或光缆,能够在几公里乃至几十公里的范围内进行信息交换。
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电动缸的工作原理
电动缸以电力作为直接动力源。它采用各种类型的电机,比如 AC 伺服电机、步进伺服电机、DC 伺服电机。这些电机带动不同形式的丝杠(或螺母)旋转。通过构件间的螺旋运动,将丝杠(或螺母)的旋转转化为螺母(或丝杠)的直线运动。最后,由螺母(或丝杠)带动缸筒或负载做往复直线运动。
传统的电动缸通常是由电动机来驱动丝杠进行旋转。丝杠旋转之后,通过构件之间的螺旋运动,将其转化为螺母的直线运动。
近些年新兴的一种电动缸叫“螺母反转型”电动缸,像整体式行星滚柱丝杠电动缸就是这类。它采用相反的驱动方式,也就是驱动螺母进行旋转,然后借助构件之间的螺旋运动,将其转化为丝杠的直线运动。
1.运动转换机构
电动缸主要利用螺旋丝杠传动机构来把旋转运动转变为直线运动。螺旋丝杠传动包含螺母螺杆传动、滚珠丝杠传动以及行星滚柱丝杠传动等。普通的螺母螺杆机构,因其存在传动摩擦阻力大以及传递效率低等不足之处,所以逐渐被淘汰了,当下较为常用的是滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。
采用滚珠丝杠的电动缸能获得较高的运动效率。
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电动缸的减速机构可以选择谐波齿轮减速器。
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伺服电动缸的核心部件是伺服电机。电动缸系统借助伺服电机的闭环控制特性。伺服电机驱动器自身具备位移、速度、转矩等多种控制模式。为了让控制策略更自由且多样,以实现位移、速度、加速度曲线品质的优化。通过利用 PC 机、运动控制器或 PLC、执行和辅助单元来建立开放式的控制系统。采用闭环控制来进一步提升控制品质。该技术和计算机控制技术相融合,能够达成对伺服电动缸推杆的位移、速度、推力、加速度进行高精度的动态闭环控制,从而为伺服电动缸控制提供了技术方面的基础。借助现代运动控制技术、数控技术以及网络技术,实现了程序化、网络化、智能化的控制。
位置反馈装置同样是电动缸的组成部分。它的主要功能是:用 PC 机或 HMI 输入控制命令信号给运动控制卡或运动控制器;接着设定运动指令、插补算法、路径规划等,然后把这些指令发送给伺服驱动器;伺服驱动器依据指令驱动伺服电机运转;通过减速器、换向齿轮传动或同步带机构,带动滚珠丝杠副旋转;丝杠螺母有径向限位,在丝杠旋转力的驱动下,与推杆一起做往复直线运动;在丝杠端部安装有多圈绝对值编码器作为位置反馈装置,也可以用伺服电机自带的编码器作为位置反馈,以此来实时反馈推杆的位置。读取电动缸上编码器的反馈值,并且是实时读取,以此获得电动缸的实际位置,然后将其上传给 PC 或 HMI 以便进行显示监控。同时具备手动功能、应急装置、锁定功能、极限限位以及报警功能。
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电动缸的型号
电动缸的常见型号有:
直流电动缸通过直流电动机的转动来促使滑块或螺杆进行线性推动。常见的型号包含 U2 系列以及 DGR 电动缸等。直流电动缸输出的力矩相对较小,所以适用于低负载的场合。
交流电动缸通过交流电动机的转动来促使滑块或螺杆进行线性推动。常见的型号包含 DGR-AC 电动缸以及 ELGC 等。交流电动缸输出功率较为巨大,适合在高负载的场合中使用。
步进电动缸的运动较为稳定。它不需要借助编码器来进行反馈控制。常见的型号包含 ERD 系列等。然而,步进电动缸的精度存在一定限制,其输出力矩相对较小。
伺服电动缸的适用范围较为广泛。它具有很高的精度,同时速度也很快。常见的型号有 SBSI 系列以及 SMC LEP 等。伺服电动缸能够进行闭环控制,并且输出的力矩很大。
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电动缸的应用领域
伺服电动缸应用于军工行业,如军工航空、雷达车辆等。
伺服电动缸在娱乐行业有应用。例如动感座椅方面有应用。健身器材方面有应用。模拟赛车方面有应用。娱乐 9D 设备方面有应用。VR 娱乐设备方面有应用。
伺服电动缸在工业行业有应用。它应用于橡塑设备。它应用于电子组装设备。它应用于手机装配设备。它应用于伺服压力机。它应用于整盘充填机。它应用于生产线自动化。
伺服电动缸在汽车行业有应用。比如在汽车模具压装设备方面有应用。还有在零件压装设备等方面也有应用。
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