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电动缸的工作原理


电动缸的作业原理是以电力作为直接动力源,选用各种类型的电机(如AC伺服电机、步进伺服电机、DC伺服电机)带动不同方法的丝杠(或螺母)旋转,并经过构件间的螺旋运动转化为螺母(或丝杠)的直线运动,再由螺母(或丝杠)带动缸筒或负载做往复直线运动。传统的电动缸一般选用电动机驱动丝杠旋转,并经过构件间的螺旋运动转化为螺母的直线运动。近些年新式的“螺母回转型”电动缸(如整体式行星滚柱丝杠电动缸)选用相反的驱动方法,即驱动螺母旋转,并经过构件间的螺旋运动转化为丝杠的直线运动。


1.运动转换机构

电动缸首要选用螺旋丝杠传动机构将旋转运动转换为直线运动。螺旋丝杠传动首要有螺母螺杆传动、滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。一般的螺母螺杆机构由于传动摩擦阻力大、传递功率低等缺陷而逐渐被挑选,现在较常用的是滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。

滚珠丝杠是现在电动缸最常用的传动元件之一,其首要功用是将旋转运动转换成直线运动,或将转矩转换成轴向重复作用力,一起兼具高精度、可逆性和高功率的特色。由于很多滚珠在滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间做翻滚运动,所以选用滚珠丝杠的电动缸能得到较高的运动功率。


2.减速机构

电动缸的减速机构可选用同步带、行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器等。

同步带传动是由一根内周外表设有等距离齿形的环行带及具有相应吻合的轮组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动的利益。同步带传动多用于折返式电动缸上。同步带传动具有传动准确,传动比恒定,传动平稳等利益。部分电动缸在减速设备的选择上选用了行星齿轮减速安排。行星齿轮传动是使一个或一个以上的行星轮的轴线绕中心轮的固定轴线回转的齿轮传动。行星齿轮传动具有体积小、质量轻、承载才干高级利益。谐波齿轮减速器也是电动缸常用的减速设备之一。所谓谐波传动是一种靠中间柔性构件弹性变形来完结运动和动力传动的设备的总称。谐波齿轮传动具有结构简略、体积小、承载才干大,传动比规划大、运动精度高、齿面磨损小而均匀等利益


3.控制系统

伺服电动缸的核心部件为伺服电机,电动缸系统运用伺服电机的闭环控制特性,伺服电机驱动器本身也具有位移、速度、转矩等多种控制模式,但为了控制战略的自由性和多样性然后完结位移、速度、加快度曲线质量的优化,运用PC机、运动控制器或PLC、执行和辅助单元建立开放式的控制系统,选用闭环控制进一步前进控制质量。该技术与计算机控制技术相结合,可以完结对伺服电动缸推杆位移、速度、推力、加快度的高精度动态闭环控制,为伺服电动缸控制供给了技术基础。运用现代运动控制技术、数控技术及网络技术完结程序化、网络化、智能化控制。

电动缸主要由伺服电机、电动缸体、传动设备和方位反响设备等组成。其首要功用是经过PC机或HMI输入控制指令信号给运动控制卡或运动控制器,然后经过设定运动指令、插补算法、途径规划等发送指令给伺服驱动器,伺服驱动器根据指令驱动伺服电机运转,经过减速器、换向齿轮传动或同步带安排带动滚珠丝杠副旋转;丝杠螺母径向限位,在丝杠旋转力的驱动下与推杆一起做往复直线运动,在丝杠端部设备有多圈绝对值编码器作为方位反响设备,也可以用伺服电机自带编码器作为方位反响,实时反响推杆方位。并且实时读取电动缸上编码器反响值,取得电动缸的实践方位,上传给PC或HMI用于闪现监控。具有手动功用、应急设备、确定功用、极限限位、报警功用。


伺服控制首要解决方位控制问题,要求系统具有对方位指令准确的跟踪才干。关于伺服系统而言,方位指令是一个随机变量,系统有必要具有出色的跟随性能,才干准确跟踪给定方位的改动,保证电动缸推杆准确跟踪给定指令。

因此运用伺服电机的反响信号,在驱动器外部与运动控制器之间结构了一个数字闭环,并在控制器中采取PID算法和超前补偿方法,完结了人工对PID参数的快捷调度,并且进一步前进了伺服跟踪精度。在复杂指令下,伺服电动缸推杆相位推迟和幅值误差都得到显着的改善,关于预先设定伺服运行轨道的环境有参考价值。

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