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为什么要用电动推杆

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点击次数:更新时间:2018-01-06 11:01:20

与流体动力推杆比较
 
传统的一些直线推杆,采用流体动力原理驱动,如液压和气,其系统有一些非常明显的特点:
复杂的流体组件和控制回路,除了直线推杆外,还包括泵、阀门、阀岛、管路、控制I/O等等
其位置控制通常是开环的,需要额外的传感元件做位置判断
通常只能完成几个简单位置的切换,要做出复杂的运动曲线,需要专门的产品
运行时会有流体的泄漏问题,需要泵间歇的启停以保持管路压力,导致额外的运营生产成本
运行时噪声较高,尤其是泵运转时。
等等...
 
 
典型的气缸系统
典型的液压系统
 
电动采用与伺服电机相同的电磁动力驱动,因此其与传统的流体动力推杆相比,有着诸多的优点:
 
系统结构简单
 
由于电推是通过电缆直接连接到伺服驱动器,无需复杂的流体控制系统组件,系统结构非常简单,元件数量减少,除了可以减少占用空间,还可以降低不少工程集成的时间和成本
 
控制灵活
 
和伺服电机一样,电动推杆通常都自带位置反馈,由伺服驱动器驱动控制,因此其可以非常容易的在推杆行程上的任意点和区间,实现各种灵活的位置、速度和推力的控制,比如:
多点位置定位控制
复杂运行曲线
可以设定启停的缓急,实现 S 曲线控制
推力可控
多工位同步、插补
可以达到伺服级别的控制精度
等等......
 
流体动力系统为了保持管路内的压力,需要泵不断启停,以弥补泄漏造成的压力不足,这就造成不少运行的能耗;而电动系统采取更加直接的电能到机械能的转换,其动力转换效率更高,更加节能。
 
运行安静
 
没有了流体泵,电动的运行更安静。
 
 
与普通直线伺服机构比较
 
如果我们在直线运动应用中,运用传统的直线机械组件(如:丝杠、皮带、齿轮齿条...等)与伺服电机组装,我们需要设计机械系统,然后从不同元件的供应商选择不同的部件,根据设计去组装集成运控设备的机电系统。
 
 
如果选用的是一些特殊直线机构(如下图的连杆机构)传动,由于电机旋转和直线运动的位置关系是非线性的,可能会因为复杂的位置算法而增加编程和调试的时间。
 
在用电动推杆实现运动控制应用时,机械传动元器件数量很少,涉及的供应商数量也集中在电推杆和伺服系统的提供商(有时是同一个供应商),因此设计、采购和集成过程极大简化,有些电的供应商提供非常好的售前技术服务,因此在直线机构组建上可以做到一站式的选购。
 
同时,由于传动组件的高度集成减少了元件数量,使得机械结构更简单轻便,系统占用空间更小。
 
另外,电推杆的直线运动的控制传动方式的位置控制是线性的;有些厂家的产品集成到控制系统中,其反馈的位置是直观的工程单位(cm、mm),无需在系统中做任何反馈数值转换。因此电的应用控制集成也更加方便。
 
所以,与传统直线机构比较,电推杆可以帮助简化机械结构、减少设备集成成本。
 
应用的局限
 
尽管电推杆有不少优点,但目前的电技术在很多领域的应用中并不适用。比如:
 
目前不适合工程机械设备
 
如果有下列特点的应用,可能也不适合电的应用:
较低的功率输出,如: < 100w 的直线应用、采用丝杠传动、直流无刷电机或步进电机驱动
运行寿命要求不高 < 6.5km
运行周期和频率较低(如每小时几次的运行)
需要超大的输出力
 
 


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