圓柱傳動(dòng)系統(tǒng)自20世紀(jì)70年代以來在工業(yè)領(lǐng)域得到了迅速的推廣，適用于往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，尤其適用于工件的直線搬運(yùn)。90年代以來，電機(jī)和微電子控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使得電動(dòng)執(zhí)行器的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。

    能耗評(píng)價(jià)方法

    壓縮空氣在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作中消耗。在輸送壓縮空氣的過程中，經(jīng)過節(jié)流閥、管道彎頭等阻性元件后會(huì)產(chǎn)生壓力損失。此外，接頭、氣缸或電磁閥的漏氣在工廠也很常見。雖然安裝時(shí)的泄漏標(biāo)準(zhǔn)低于5%，但許多工廠的泄漏率為10%-40%。泄漏也會(huì)導(dǎo)致一定的壓力損失。損失。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)消耗壓縮空氣，需要將其轉(zhuǎn)換為壓縮機(jī)的功耗。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以采用直接測(cè)量的方法來獲取功耗，因此兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在相同工作條件下的能耗可以作為能耗評(píng)估的依據(jù)。

    圖1氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功耗過程

    圖2電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功耗過程

    測(cè)量氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能耗流量

    氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)耗氣量測(cè)量流量：1。打開截止閥，向罐內(nèi)充入0.75MPa的壓縮空氣；關(guān)閉截止閥，讀取儲(chǔ)罐壓力，檢查壓力是否下降，防止漏氣；將安全閥壓力設(shè)定為0.5兆帕，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來回移動(dòng)20次；4.讀取儲(chǔ)罐的終壓力，并結(jié)束系統(tǒng)中壓縮空氣消耗量的測(cè)量。這是一個(gè)在一個(gè)固定的房間里充氣和排氣的過程。壓縮空氣的消耗量可用壓差法計(jì)算。

    氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行能耗計(jì)算模型

    電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行能耗計(jì)算方法

    測(cè)量方法。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制器的功率每秒鐘用功率計(jì)測(cè)量一次。測(cè)量結(jié)果通過A/D卡傳送到PC機(jī)并存儲(chǔ)。采用積分法將工作時(shí)間內(nèi)的功率曲線進(jìn)行積分，得到電動(dòng)執(zhí)行器工作時(shí)間內(nèi)的功耗。

    氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行能耗試驗(yàn)結(jié)果

    festo氣缸型號(hào)通過實(shí)驗(yàn)，我們可以清楚地看到兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在相同工作條件下的每次往返運(yùn)動(dòng)的能耗對(duì)比圖。

    圖3W氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)水平作用曲線

    圖4W氣動(dòng)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)垂直運(yùn)動(dòng)曲線

    從圖3和圖4可以看出，在水平和垂直方向上，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)承載工件時(shí)，W幾乎不依賴于F，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的連接接近水平直線。由于其能耗只與耗氣量有關(guān)，故除少量泄漏外，不消耗備用或保壓，且各消耗量近似相等。因此，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在每個(gè)往復(fù)循環(huán)中的能量消耗在不同的頻率下大致相等。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的水平和垂直W受F的影響較大，各試驗(yàn)點(diǎn)的連接呈向下傾斜的曲線。隨著f的增加，w減小。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也在待機(jī)狀態(tài)下消耗。F值越高，備用電源消耗越少，電動(dòng)執(zhí)行器的效率越高。

    氣缸與氣缸性能比較

    以氣缸為代表的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。當(dāng)今，隨著能源問題的突出和國(guó)家提倡綠色生產(chǎn)線建設(shè)，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)效率低，運(yùn)行能耗高。與氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有能量轉(zhuǎn)換率高、運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到了能耗問題，開始采取積極有效的措施降低系統(tǒng)能耗，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵。

    電動(dòng)缸內(nèi)置結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)

    電動(dòng)缸是集伺服電機(jī)和螺桿為一體的模塊化產(chǎn)品。將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了高精度直線運(yùn)動(dòng)系列的革命性產(chǎn)品。電動(dòng)缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)：行星滾珠絲杠、滾珠絲杠、梯形絲杠、防反轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型：步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、直流電機(jī)、交流電機(jī)

    廣泛的應(yīng)用在造紙行業(yè)，化工行業(yè)，汽車行業(yè)，電子行業(yè)，機(jī)械自動(dòng)化行業(yè)，焊接行業(yè)等。

    festo氣缸型號(hào)說明電缸簡(jiǎn)介

    電缸是采用電機(jī)與控制器，產(chǎn)生一定推力的直線運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)氣缸相比，電缸充分發(fā)揮了電機(jī)的精確位置控制，精確速度控制以及精確推力控制的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)具有低噪音，低振動(dòng)，高速，節(jié)能，可任意加入中間定位點(diǎn)，超長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。并且可以在惡劣環(huán)境下無故障連續(xù)工作，防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP67.在機(jī)械自動(dòng)化行業(yè)，電子行業(yè)，汽車行業(yè)，如果電缸與控制器連接使用，可以替代液壓缸和氣缸。  隨著工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展，電缸的需求將越來越大，但由于受技術(shù)及可靠性的限制，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電缸市場(chǎng)占有率極低，絕大多數(shù)都是靠進(jìn)口。如德國(guó)  FESTO，日本的IAI，SMC,DYADIC生產(chǎn)的電缸占據(jù)了80%以上的市場(chǎng)。由于電子控制技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化流水線的控制速度越來越快、精度要求也越來越高。

    電缸恰恰能滿足這些要求。如下圖所示為寧波力驅(qū)自動(dòng)化研發(fā)生產(chǎn)的EC系列電缸。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，防水防塵，可方便的替代傳統(tǒng)的氣缸等產(chǎn)品。該電缸采用了創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不但省去了傳統(tǒng)氣缸的管路和電磁閥，沒有漏氣和維護(hù)的煩惱，并且通過速度的實(shí)時(shí)控制，消除了傳統(tǒng)氣缸的振動(dòng)問題，運(yùn)行能耗僅為氣缸的1/2,配合PowerDrive驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品，更可實(shí)現(xiàn)速度，定位的精確控制。