一、陜西電動缸的由來
隨著自動化生產的不斷改進,電動缸也應運而生。電動缸的出現(xiàn)*的替代了市場上原來的液壓缸和氣缸。電動缸可以說是液壓缸和氣缸的*佳替代品,并且實現(xiàn)環(huán)境更環(huán)保,更節(jié)能,更干凈的優(yōu)點,很容易與 PLC 等控制系統(tǒng)連接,實現(xiàn)高精密運動控制。
二、陜西電動缸的工作原理
電動缸以電力作為直接動力源,采用各種類型的電機(如 AC 伺服電機、步進伺服電機、DC 伺服電機)帶動不同形式的絲杠(或螺母)旋轉,并通過構件間的螺旋運動轉化為螺母(或絲杠)的直線運動,再由螺母(或絲杠)帶動缸筒或負載做往復直線運動。
傳統(tǒng)的電動缸一般采用電動機驅動絲杠旋轉,并通過構件間的螺旋運動轉化為螺母的直線運動。
近些年新興的“螺母反轉型”電動缸(如整體式行星滾柱絲杠電動缸)采用相反的驅動方式,即驅動螺母旋轉,并通過構件間的螺旋運動轉化為絲杠的直線運動。
1. 運動轉換機構
電動缸主要采用螺旋絲杠傳動機構將旋轉運動轉換為直線運動。螺旋絲杠傳動主要有螺母螺桿傳動、滾珠絲杠傳動和行星滾柱絲杠傳動等。普通的螺母螺桿機構由于傳動摩擦阻力大、傳遞效率低等缺點而逐漸被淘汰, 目前較常用的是滾珠絲杠傳動和行星滾柱絲杠傳動等。
滾珠絲杠是目前電動缸*常用的傳動元件之一,其主要功能是將旋轉運動轉換成直線運動,或將轉矩轉換成軸向反復作用力,同時兼具高精度、可逆性和*率的特點。由于很多滾珠在滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間做滾動運動,所以采用滾珠絲杠的電動缸能得到較高的運動效率。
2. 減速機構
電動缸的減速機構可選用同步帶、行星齒輪減速器和諧波齒輪減速器等。
同步帶傳動:由一根內周表面設有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應吻合的輪組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶傳動多用于折返式電動缸上。同步帶傳動具有傳動準確,傳動比恒定,傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。部分電動缸在減速裝置的選擇上采用了行星齒輪減速機構。
行星齒輪傳動:是使一個或一個以上的行星輪的軸線繞中心輪的固定軸線回轉的齒輪傳動。行星齒輪傳動具有體積小、質量輕、承載能力高等優(yōu)點。
諧波齒輪減速器:是一種靠中間柔性構件彈性變形來實現(xiàn)運動和動力傳動的裝置的總稱。諧波齒輪傳動具有結構簡單、體積小、承載能力大,傳動比范圍大、運動精度高、齒面磨損小而均勻等優(yōu)點。
3. 控制系統(tǒng)
伺服電動缸的核心部件為伺服電機,電動缸系統(tǒng)利用伺服電機的閉環(huán)控制特性,伺服電機驅動器本身也具有位移、速度、轉矩等多種控制模式,但為了控制策略的自由性和多樣性從而實現(xiàn)位移、速度、加速度曲線品質的優(yōu)化,利用PC機、運動控制器或PLC、執(zhí)行和輔助單元建立開放式的控制系統(tǒng),采用閉環(huán)控制進一步提高控制品質。該技術與計算機控制技術相結合,可以實現(xiàn)對伺服電動缸推桿位移、速度、推力、加速度的高精度動態(tài)閉環(huán)控制,為伺服電動缸控制提供了技術基礎。利用現(xiàn)代運動控制技術、數(shù)控技術及網(wǎng)絡技術實現(xiàn)程序化、網(wǎng)絡化、智能化控制。
電動缸主要由伺服電機、電動缸體、傳動裝置和位置反饋裝置等組成。其主要功能是通過PC機或HMI輸入控制命令信號給運動控制卡或運動控制器,然后經(jīng)過設定運動指令、插補算法、路徑規(guī)劃等發(fā)送指令給伺服驅動器,伺服驅動器根據(jù)指令驅動伺服電機運轉,通過減速器、換向齒輪傳動或同步帶機構帶動滾珠絲杠副旋轉;絲杠螺母徑向限位,在絲杠旋轉力的驅動下與推桿一起做往復直線運動,在絲杠端部安裝有多圈*值編碼器作為位置反饋裝置,也可以用伺服電機自帶編碼器作為位置反饋,實時反饋推桿位置。并且實時讀取電動缸上編碼器反饋值,獲得電動缸的實際位置,上傳給PC或HMI用于顯示監(jiān)控。具有手動功能、應急裝置、鎖定功能、極限限位、報警功能。
三、陜西電動缸的型
1. 直流電動缸(DC電動缸)
直流電動缸是利用直流電動機的轉動來驅動滑塊或螺桿進行線性推動,常見的型號有TOMUU U2系列、DGR電動缸等。直流電動缸輸出力矩較小,適用于低負載的場合。
2. 交流電動缸(AC電動缸)
交流電動缸是利用交流電動機的轉動來驅動滑塊或螺桿進行線性推動,常見的型號有DGR-AC電動缸、FESTO ELGC等。交流電動缸輸出功率大,適用于高負載的場合。
3. 步進電動缸
步進電動缸的運動較穩(wěn)定,不需要使用編碼器進行反饋控制,常見的型號有ERD系列、SFC50型等。但步進電動缸的精度有限,輸出力矩比較小。
4. 伺服電動缸
伺服電動缸適用范圍廣,具有很高的精度和速度,常見的型號有SBSI系列、SMC LEP等。伺服電動缸可以進行閉環(huán)控制,輸出力矩大。
四、陜西電動缸的應用領域
電動缸應用于軍工行業(yè),如軍工航空、雷達車輛等。
電動缸應用于娛樂行業(yè),如動感座椅、健身器材、模擬賽車、娛樂9D設備、VR娛樂設備等。
電動缸應用于工業(yè)行業(yè),如橡塑設備、電子組裝設備、手機裝配設備、伺服壓力機、整盤充填機、生產線自動化等。
電動缸應用于汽車行業(yè),如汽車模具壓裝設備、零件壓裝設備等。
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