Електрични цилиндар (такође познат као електрични актуатор или линеарни актуатор) је прецизан актуациони елемент у индустријској аутоматизацији који претвара ротационо кретање електромотора у линеарно повратно кретање кроз механизам прецизног механичког преноса.
Једноставно речено, комбинује функционалне карактеристике традиционалних пнеуматских цилиндара и хидрауличних цилиндара, али користи електричну енергију као свој директни извор енергије, постижући чистије, прецизније и контролисаније линеарно кретање.
Основне компоненте и принцип рада
Електрични цилиндар се углавном састоји од четири подсистема који раде заједно како би извршили прецизну конверзију из електричне у механичку енергију.
Погонски систем:Обично користи АЦ серво мотор или корачни мотор за обезбеђивање ротационе снаге. Неки модели интегришу редуктор за повећање обртног момента.
Систем преноса:Ово је основна компонента. Пар завртња{1}} конвертује ротационо кретање мотора у линеарно кретање навртке (клипа). Уобичајени типови укључују кугличне завртње (високе ефикасности, високе прецизности), планетарне шрафове (велико оптерећење, високе прецизности) и водеће завртње (мала брзина, самозакључујући).
Систем навођења:Уграђене-водилице или водилице обезбеђују глатко кретање клипњаче без{1}}скретања.
Контролни систем:Укључује енкодере, сензоре итд., који прате положај, брзину, потисак и друге информације у реалном времену и враћају их контролору, омогућавајући затворену-контролу.
Радни процес:Контролна јединица (нпр. ПЛЦ) шаље команду → серво драјвер покреће мотор да се окреће → завртањ претвара ротацију у линеарно кретање навртке → енкодер обезбеђује повратну информацију о позицији у реалном времену за комплетирање прецизне контроле затворене петље.
Различите врсте електричних цилиндара
Електрични цилиндри се могу класификовати из неколико перспектива:
Механизмом преноса: Тип кугличног завртња (највише се користи); Планетарни ваљкасти вијчани тип (екстремно тежак{0}}висока прецизност); Тип оловног завртња (мала брзина, само-закључујући)
По типу мотора: Тип серво мотора (висока прецизност/брзина, маинстреам); Тип корачног мотора (исплативо-е када је прецизност умерена); Тип ДЦ/АЦ мотора
По конфигурацији монтаже: Инлине (компактан); Преклопљено/паралелно (кратка укупна дужина, штеди простор); Вертикална (изузетно кратка укупна дужина)
По облику кретања: Тип клипњаче (традиционални потисни{0}}повлачење); Клизни сто / тип без шипке (клизни сто се помера, већа носивост)
Телескопском комбинацијом: Једностепени-и вишестепени-(већи омјер хода, али мањи капацитет оптерећења)
Предности, недостаци и поређења
Кључне предности електричних цилиндара
Висока прецизност позиционирања:Серво контрола затворене петље постиже поновљивост од ±0,01 мм или чак ±0,005 мм, што је далеко више од пнеуматских цилиндара.
Уштеда енергије и чистоћа:Троши енергију само током кретања; потрошња енергије је само 10 30% пнеуматских система. Нема ризика од цурења уља, висока чистоћа.
Флексибилан и контролисан:Брзина, положај и потисак се могу програмирати; лака интеграција са ПЛЦ/ПЦ за флексибилну производњу.
Ниско одржавање:Једноставна структура, ниска стопа отказа. Потребно је само редовно подмазивање и чишћење; дуг радни век.
Углађен и тих рад:Електронско амортизовање, без удара или буке издувних гасова, веома ниске вибрације.
Снажна прилагодљивост:Добро заптивање; степен заштите до ИП66; ради поуздано у тешким условима.
Ограничења
Већи почетни трошак:Комбиновани трошак електричног цилиндра, серво погона и контролног система је обично већи од цене еквивалентног пнеуматског цилиндра.
Слаба отпорност на удар:Унутрашње прецизне компоненте попут кугличних вијака су осетљиве на ударна оптерећења; није погодан за честе ударе.
Осетљив на преоптерећење:Мотори и погони имају заштиту од преоптерећења, али оптерећење се мора пажљиво размотрити током избора како би се избегли аларми прегревања услед продуженог преоптерећења.
Апплицатион Фиелдс
Користећи своје предности, електрични цилиндар је постао основни покретачки елемент у модерној индустријској аутоматизацији:
Аутоматске производне линије:Високо прецизно пресовање, позиционирање, стезање – нпр. пресовање лежајева мотора, пресовање игле ПЦБ-а.
Електроника и полупроводници:Руковање плочицама, постављање чипова, ламинација екрана – операције које захтевају прецизност на нивоу микрона.
Литијумска батерија и нова енергија:Прецизна контрола напетости и позиционирање током процеса слагања, намотавања и формирања.
Тестирање и мерење:Као динамичке тестне платформе за испитивање замора материјала, мерење силе опруге итд.
Логистика и складиштење:АГВ дизање, сортирање потискивача, шатл виљушке у аутоматизованим складиштима.
Медицине и науке о животу:Хируршки роботи, прецизно подешавање медицинских кревета, микро шприц пумпе.
Индустријски роботи:Као спољна линеарна оса (7. оса) за проширење радног опсега робота.
Ваздухопловство:Покретне платформе за симулаторе лета, позиционирање компоненти авиона.
