大家對電動缸的了解和看法是什么 電動缸工作原理是什么

隨著工業(yè)時代4.0的到來，工廠自動化的要求越來越高，電動缸應(yīng)運(yùn)而生。那么大家對電動缸的了解有多少呢？

一、什么是電動缸

電動缸電動缸又叫作伺服電動缸、電動執(zhí)行器、電動滑臺、直線滑臺、工業(yè)機(jī)械手臂等，是將伺服電機(jī)與絲杠一體化設(shè)計的模塊化產(chǎn)品，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，同時將伺服電機(jī)最佳優(yōu)點(diǎn)-精確轉(zhuǎn)速控制，精確轉(zhuǎn)數(shù)控制，精確扭矩控制轉(zhuǎn)變成-精確速度控制，精確位置控制，精確的力控制；實現(xiàn)高精度直線運(yùn)動系列的全新革命性產(chǎn)品。

二、電動缸的組成

電動缸的結(jié)構(gòu)比較簡單，主要包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)、減速裝置、直線傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)構(gòu)四大部分。

驅(qū)動電機(jī)類型：直流電機(jī)、交流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等。減速裝置：一般為齒輪減速、蝸輪蝸桿、行星齒輪、諧波減速直線傳動機(jī)構(gòu)：梯形絲桿、滾珠絲桿、滾柱絲桿、滑動導(dǎo)軌。

三、電動缸的分類

按照自動化發(fā)展的狀況可分為三大類：短行程系列、高剛性系列、薄型系列在3大系列中，沿海地區(qū)使用比較廣泛的規(guī)格有：日規(guī)、歐規(guī)。..電動缸的競爭相對比較大，因為在代替勞動力不單單指勞力上的取代，更多時候講究其靈活性，因而通常要求電動缸的各種參數(shù)達(dá)到比較高的要求，比如：速度要求，大部分的電動缸按不同規(guī)格大有不同，電動缸速度達(dá)到1000 mm/s；負(fù)載要求，不同的生產(chǎn)過程要求不一樣的負(fù)載；精度要求；標(biāo)準(zhǔn)電動缸重復(fù)定位精度達(dá)到±0.02mm。電動缸從外形結(jié)構(gòu)上可分為兩大類：直線式電動缸、折返式電動缸。

1、直線式電動缸

直線式電動缸集成了伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、高精度滾珠絲杠或行星滾珠絲杠、模塊設(shè)計等技術(shù)，整個電動缸結(jié)構(gòu)緊湊。伺服電機(jī)與電動缸的傳動絲桿通過聯(lián)軸器相連接，使伺服電機(jī)的編碼器直接反饋電動缸的活塞桿的位移量，減少了中間環(huán)節(jié)的慣量和間隙，提高了控制性能和控制精度。伺服電機(jī)與電動缸整體相連，安裝容易、設(shè)定簡單。電動缸的主要零部件均采用國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，性能穩(wěn)定、故障率低、可靠性高。

2、折返式電動缸

折返式電動缸的電機(jī)與缸體部分平行安裝，通過同步帶及同步帶輪與電動缸的傳動絲桿相連接，除具有直線式電動缸的特點(diǎn)外，并由于總長短，在安裝位置比較小的場合比較適應(yīng)。同時折返式電動缸選用的同步帶，具有強(qiáng)度高、間隙小、壽命長等特點(diǎn)。使整個電動缸具有較高的控制性和控制精度。

四、電動缸工作原理

電動缸的工作原理是以電力作為直接動力源，采用各種類型的電機(jī)（如AC伺服電機(jī)、步進(jìn)伺服電機(jī)、DC伺服電機(jī)）帶動不同形式的絲杠（或螺母）旋轉(zhuǎn)，并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)化為螺母（或絲杠）的直線運(yùn)動，再由螺母（或絲杠）帶動缸筒或負(fù)載做往復(fù)直線運(yùn)動。傳統(tǒng)的電動缸一般采用電動機(jī)驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動。近些年新興的“螺母反轉(zhuǎn)型”電動缸（如整體式行星滾柱絲杠電動缸）采用相反的驅(qū)動方式，即驅(qū)動螺母旋轉(zhuǎn)，并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動轉(zhuǎn)化為絲杠的直線運(yùn)動。

五、電動缸的主要特點(diǎn)

電動缸由于其獨(dú)有的性能特點(diǎn)，在許多工業(yè)場合被逐步推廣使用，它作為一種新穎的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下諸多方面。

1、節(jié)能干凈、超長壽命、操作維護(hù)簡單，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。伺服電動缸不容易受到周圍環(huán)境溫度的影響，可在低、高溫，雨雪等惡劣環(huán)境下無故障正常工作。防護(hù)等級可以達(dá)到IP66。密封件防止缸外污垢和水的污染并防止內(nèi)部潤滑劑的泄漏，長期工作，并且實現(xiàn)高強(qiáng)度，高速度，高精度定位，運(yùn)動平穩(wěn)，低噪音。

2、傳動效率高。采用精密滾珠絲杠或行星滾柱絲杠等精密傳動元件的電動缸，省去了很多復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，其傳動效率得到了很大提高。這幾種類型的電動缸傳動效率可以達(dá)到90％以上。

3、定位精度高。采用滾珠絲杠的伺服電動缸，通過伺服控制可以實現(xiàn)0.01mm左右的精確定位，具有很高的定位精度，適合應(yīng)用在對精度要求比較高的場合。電動缸在半閉環(huán)時就能達(dá)到相當(dāng)高的定位精度，而液壓缸和氣缸要達(dá)到相同的定位精度必須采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)。

4、結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，維護(hù)方便。電動缸主要由電機(jī)和螺母螺桿機(jī)構(gòu)組成，機(jī)構(gòu)簡單，體積小，不會占用太大的工作空間。由于其結(jié)構(gòu)簡單，在發(fā)生故障時容易找到故障原因，平時的維護(hù)保養(yǎng)也非常方便。

5、可靠性和安全性高。電動缸可以搭載先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)，以及各種行程控制裝置，對電動缸的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測和反饋，防止發(fā)生事故。

6、運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長。當(dāng)電動缸采用滾珠絲杠或行星滾柱絲杠時，傳動部分的摩擦將大大減小，有利于減少材料磨損，提高運(yùn)行穩(wěn)定性，延長使用壽命。

7、響應(yīng)快，直線工作速度可以在很寬的速率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，低速運(yùn)行穩(wěn)定。液壓缸的工作速度一般只能達(dá)到35mm/s，但普通電動缸的工作速度一般可以達(dá)到55mm/s。采用了行星滾柱絲杠的電動缸的速度甚至可以達(dá)到2000 mm/s，速度優(yōu)勢非常明顯。此外，液壓缸在低速重載下容易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，而電動缸沒有這個缺點(diǎn)。

8、控制精準(zhǔn)，同步性好。在需要多驅(qū)動同步的情況下，使用液壓缸或氣缸很難達(dá)到高精度的同步，因為使多個獨(dú)立的液壓缸或氣缸的控制回路頻率特性一致是非常困難的事情。但使用多個電動缸很容易達(dá)到同步，因為電氣系統(tǒng)的頻率特性比較容易達(dá)到一致。

9、電動缸還可替代部分液壓缸和氣動缸。能夠?qū)崿F(xiàn)直線傳動的元件主要有電動缸、液壓缸、氣缸這三者的主要區(qū)別如下表所示。通過對比可以看出，電動缸比液壓缸和氣缸結(jié)構(gòu)簡單，受溫度波動的影響小。

六、電動缸功能

電動缸主要由伺服電機(jī)、電動缸體、傳動裝置和位置反饋裝置等組成。產(chǎn)品的主要功能是通過計算機(jī)發(fā)送指令給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器根據(jù)指令驅(qū)動伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過減速器、換向齒輪傳動機(jī)構(gòu)帶動滾珠絲杠副旋轉(zhuǎn)；絲杠螺母徑向限位，在絲杠旋轉(zhuǎn)力矩的驅(qū)動下與推桿一起做往復(fù)直線運(yùn)動，在絲杠端部安裝有多圈絕對值編碼器作為位置反饋裝置，用于實時反饋推桿位置。具有手動功能、應(yīng)急裝置、鎖定功能、極限限位、報警功能。

七、電動缸的應(yīng)用領(lǐng)域

1、電動缸可代替液壓、氣動的場所，是液壓、氣動設(shè)備的升級產(chǎn)品、全電動多自由度平臺等；

2、實驗設(shè)備：高頻振動臺、高頻沖擊臺、仿真平臺、試驗臺、造波機(jī)；

3、專用設(shè)備：工業(yè)自動化生產(chǎn)線、裝配線、坐標(biāo)機(jī)械用、升降臺、調(diào)偏控制、閥門控制、機(jī)械設(shè)備、咖瑪力、食品醫(yī)藥行業(yè)、數(shù)控機(jī)床、行業(yè)包裝機(jī)、汽車電子壓裝機(jī)、紡織設(shè)備卷繞機(jī)分度、模具位置控制、夾緊、鉆孔、定位、自動調(diào)節(jié)控制等；