電動缸又叫作伺服電動缸、電動執行器、電動滑臺、直線滑臺、工業機械手臂等,是將伺服電機與絲杠進行一體化設計的模塊化產品。在運動控制系統中,電動缸的作用是將伺服電機的旋轉運動轉換成直線運動,同時將伺服電機的優勢:精確轉速、轉數、扭矩控制轉變成精確速度、位置、力度控制,是實現高精度直線運動的全新革命性產品。
電動缸工作原理
在實際應用中,電動缸內部的絲杠會隨電機一起原地旋轉,絲杠上的螺母則沿著絲杠前后運動,從而推動和螺母固定在一起的推桿做直線(伸縮)運動。從而將電機的旋轉運動轉換成直線運動。
從上述電動缸工作原理我們可以看出,電機和絲杠的連接會對運動控制性能產生直接的影響,為了在不同應用中實現更好的機械連接和控制性能,了解將電機嵌入到電動缸的方法十分重要。接下來我們以科爾摩根KBM無框直驅電機為例,介紹兩種常見的嵌入方式:
方式一:間接連接--轉子連接絲杠
間接連接,指的是將電機轉子和絲杠結合,這是KBM電機和大多數設備機械結合的基本方式。電機轉子安裝在設備軸上,在電動缸結構中,軸就是絲杠。在采購絲杠時,可要求絲杠末端尺寸按照KBM電機的轉子尺寸來加工,也可以通過其他機械轉接部件實現安裝尺寸配合,把KBM的轉子和絲杠末端固定在一起。
也可以理解為把標準的伺服電機輸出軸改成絲杠。在一些機械尺寸要求嚴格的應用上,這種無框電機于絲杠結合的方式是理想的解決方案,例如在汽車行業中,使用電控電機驅動制動方式來代替傳統氣壓制動系統。
方式二:直接連接--轉子連接螺母
直接連接,指的是將電機轉子和螺母結合。在采用行星滾珠絲杠代替普通滾珠絲杠的應用中,電機一般安裝在缸體的中部或前部,轉子和螺母連接,轉子靠近前側主支撐軸承,遠端(末端)配置一個小軸承避免遠端軸跳,連接編碼器反饋。
兩種方式通過區分電機定子和電動缸不同部件的連接,實現不同的運動控制性能,分別適用于不同的應用需求。同時,運動控制系統的最終性能除了受組件方式的影響,與電機本身的性能同樣息息相關。
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