伺服電缸和氣缸的應(yīng)用特點(diǎn)
伺服電動(dòng)缸又稱電動(dòng)推桿,電動(dòng)推桿雖然在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用上有很多特點(diǎn),但其性價(jià)比到底如何呢?在總體使用成本上應(yīng)該如何比較評(píng)估呢?
這回我們就以氣缸為例簡單分析下。
我們會(huì)從元器件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝以及生產(chǎn)運(yùn)營幾個(gè)方面進(jìn)行比較。
從執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件看,氣動(dòng)系統(tǒng)中與氣缸配合的主要是電磁閥和過濾器、減壓閥等元件,而其功率輸出源為蒸汽壓縮機(jī)氣泵,分?jǐn)偟矫總€(gè)軸的成本是較低的。而電動(dòng)缸系統(tǒng)的每個(gè)軸都需要一臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器作為功率單元輸出。在這一點(diǎn)上伺服電動(dòng)缸和驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的硬件成本顯然是較高的。
控制設(shè)備
從控制組件來看,無論氣動(dòng)系統(tǒng)還是電動(dòng)缸伺服系統(tǒng)都需要用到PLC等控制器。
氣動(dòng)系統(tǒng)需要通過繼電器來實(shí)現(xiàn)對氣缸電磁閥的控制,而若要實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制,氣動(dòng)系統(tǒng)還需要使用額外的傳感器,而電動(dòng)缸系統(tǒng)通過上述的伺服驅(qū)動(dòng)器就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)功能,無需額外控制組件。
硬件方面,氣動(dòng)系統(tǒng)的元器件較多,系統(tǒng)較為復(fù)雜,因此其硬件設(shè)計(jì)時(shí)間和成本都是偏高的。
而電動(dòng)缸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則非常簡單,元件類型僅僅是缸體、驅(qū)動(dòng)器和控制器,因此其硬件系統(tǒng)集成相對簡單。
從應(yīng)用的角度看,很難分辨二者的差距,因?yàn)檫@個(gè)非常取決于其應(yīng)用狀況。
在氣動(dòng)系統(tǒng)的組裝過程中,由于涉及元件數(shù)量較多,因此安裝組裝的工作量較大,除了需要安裝氣缸,還需要安裝電磁閥、過濾器以及減壓閥等等,有時(shí)還需要考慮傳感器元件的安裝。
而在使用電動(dòng)缸時(shí),只需要安裝電動(dòng)缸即可,其推桿附件與傳統(tǒng)的氣缸是一致的,除此以外,只需將其動(dòng)力和反饋通過快插線纜連接到驅(qū)動(dòng)器即可。
氣動(dòng)系統(tǒng)布線時(shí),需要布置電磁閥線纜,閥和開關(guān)和氣體管路,如果需要位置反饋,還需要考慮位置傳感器布線。
電動(dòng)缸系統(tǒng)布線,僅僅需要考慮電機(jī)動(dòng)力和反饋線纜。
另外,氣動(dòng)系統(tǒng)的柜體集成成本也會(huì)略高,原因也在于其系統(tǒng)組件類型較多,而伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)的柜內(nèi)組件僅為普通的伺服驅(qū)動(dòng)器。
在生產(chǎn)運(yùn)營中,兩種產(chǎn)品的差別在于其系統(tǒng)的能耗成本。
之前談過,由于氣缸的動(dòng)力須通過氣壓作為中間介質(zhì),且在運(yùn)行過程中存在泄露的問題,因此其能耗效率是不高的;而電動(dòng)缸的動(dòng)力是通過電能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的,其能耗效率較高。
關(guān)于運(yùn)行能耗的計(jì)算,可以參考下面的算式:
氣缸的能耗成本= 動(dòng)作一次的壓縮空氣用量 x 動(dòng)作次數(shù) x 壓縮空氣能源單價(jià)
電缸的能耗成本=動(dòng)作一次的耗電量 x 動(dòng)作次數(shù) x 電費(fèi)單價(jià)
從上面的分析看,電動(dòng)缸雖然其硬件購買成本較高,但是其在設(shè)計(jì)、組裝和運(yùn)營上卻可以有不少節(jié)省,尤其是在系統(tǒng)能耗上面。