Fra det tradisjonelle synspunktet har sylindre og elektriske aktuatorer alltid blitt betraktet som automasjonsprodukter som tilhører to helt forskjellige felt, men de siste årene, med den kontinuerlige forbedringen av graden av elektrifisering, er elektriske aktuatorer sakte nedsenket i pneumatikkfeltet. . Søknader er både konkurransedyktige og komplementære. I denne kolonnen vil vi sammenligne fordelene med sylindere og elektriske aktuatorer når det gjelder teknisk ytelse, kjøps- og brukskostnader, energieffektivitet, bruksområder og markedsforhold.
Teknisk ytelse
Som vi alle vet, sammenlignet med elektriske aktuatorer, kan sylindere fungere pålitelig under tøffe forhold, er enkle å betjene og er i utgangspunktet vedlikeholdsfrie-. Sylinderen er god på frem- og tilbakegående lineær bevegelse, spesielt egnet for de mest transporterende kravene innen industriell automasjon - lineær håndtering av arbeidsstykker. I tillegg kan stabil hastighetskontroll enkelt oppnås ved å justere enveis-gassventilene som er installert på begge sider av sylinderen, som har blitt den største egenskapen og fordelen med sylinderdriftssystemet. Derfor, for brukere som ikke har krav til posisjonering med flere-punkter, foretrekker de fleste av dem å bruke sylindre med tanke på brukervennlighet. For tiden krever de fleste bruksområder for elektriske aktuatorer som brukes i industrielle felt, høy-multipunktposisjonering. Dette er fordi det er vanskelig å få til med luftsylindere, og resultatet er det nest beste.
Den elektriske aktuatoren brukes hovedsakelig for roterende og svingende forhold. Fordelene er rask responstid og presis kontroll av hastighet, posisjon og dreiemoment gjennom et tilbakemeldingssystem. Men når den lineære bevegelsen må fullføres, må den konverteres gjennom mekaniske enheter som tannbelter eller skrustenger. Derfor er strukturen relativt kompleks, og fagkunnskapen om arbeidsmiljø og drifts- og vedlikeholdspersonell er relativt høy.
Fordel
(1) Kravene til brukerne er lave. Prinsippet og strukturen til sylinderen er enkel, lett å installere og vedlikeholde, og kravene til brukerne er ikke høye. Den elektriske sylinderen er annerledes, ingeniører må ha visse elektriske kunnskaper, ellers er det svært sannsynlig at den blir skadet på grunn av feilbetjening.
(2) Utgangskraften er stor. Utgangskraften til sylinderen er proporsjonal med kvadratet på sylinderdiameteren; mens utgangskraften til den elektriske sylinderen er relatert til tre faktorer, sylinderdiameteren, kraften til motoren og stigningen til blyskruen. Jo større sylinderdiameter og effekt, og jo mindre stigning, jo større utgangskraft. En sylinder med en sylinderdiameter på 50 mm kan teoretisk gi en kraft på opptil 2000N. For elektriske sylindre med samme sylinderdiameter, selv om produktene til forskjellige selskaper er forskjellige, overstiger de i utgangspunktet ikke 1000N. Åpenbart har sylinderen flere fordeler når det gjelder utgangskraft.
(3) Sterk tilpasningsevne. Sylinderen kan fungere normalt i miljøer med høy temperatur og lav temperatur og har evnen til å være støv- og vanntett, og kan tilpasse seg ulike tøffe miljøer. Den elektriske sylinderen har høye krav til miljøet og dårlig tilpasningsevne på grunn av det store antallet elektriske komponenter.
Fordelene med den elektriske sylinderen gjenspeiles hovedsakelig i følgende tre aspekter:
(1) Systemsammensetningen er veldig enkel. Siden motoren vanligvis er integrert med sylinderblokken, pluss kontrolleren og kabler, er hele systemet til den elektriske sylinderen sammensatt av disse tre delene, som er enkelt og kompakt.
(2) The number of stopping positions is large and the control accuracy is high. Generally, electric cylinders are divided into low-end and high-end. The stop positions of low-end products are 3, 5, 16, 64, etc., which vary according to different companies; high-end products can reach hundreds or even thousands of positions. . In terms of accuracy, the electric cylinder also has absolute advantages, and the positioning accuracy can reach ¡ 0.05mm, so it is often used in precision industries such as electronics and semiconductors.
(3) Sterk fleksibilitet. Det er ingen tvil om at fleksibiliteten til den elektriske sylinderen er langt sterkere enn sylinderens. Siden kontrolleren kan kobles direkte til PLS, kan den nøyaktig kontrollere rotasjonshastigheten, posisjonering og forover og bakover rotasjon av motoren. Til en viss grad kan den elektriske sylinderen bevege seg etter behov etter behov; på grunn av komprimerbarheten til gassen og tregheten, selv om koordineringen mellom vendeventilen og magnetbryteren er god, kan den nøyaktige posisjoneringen av sylinderen ikke oppnås, og fleksibiliteten er uaktuelt.
Når det gjelder teknisk ytelse, tror jeg at elektrisk og pneumatisk har sine egne fordeler. Først av alt inkluderer fordelene med elektriske aktuatorer hovedsakelig:
(1) Kompakt struktur og liten størrelse. Sammenlignet med pneumatiske aktuatorer er elektriske aktuatorer relativt enkle i strukturen. Et grunnleggende elektronisk system inkluderer aktuatorer, DPDT-brytere med tre-posisjoner, sikringer og noen ledninger som er enkle å montere.
(2) Drivkilden til den elektriske aktuatoren er veldig fleksibel. Vanligvis kan den innebygde strømforsyningen dekke behovene, mens den pneumatiske aktuatoren trenger en luftkilde og en kompresjonsdrivenhet.
(3) Electric actuators have no danger of "air leakage" and are highly reliable, while the compressibility of air makes pneumatic actuators slightly less stable.
(4) Det er ikke nødvendig å installere og vedlikeholde ulike pneumatiske rørledninger.
(5) Lasten kan opprettholdes uten strøm, mens den pneumatiske aktuatoren krever kontinuerlig trykkforsyning.
(6) Den elektriske aktuatoren er mer stillegående fordi ingen ekstra trykkanordning er nødvendig. Vanligvis, hvis den pneumatiske aktuatoren er under tung belastning, bør en lyddemper installeres.
(7) Elektriske aktuatorer er overlegne i kontrollnøyaktighet.
(8) I pneumatiske enheter er det vanligvis nødvendig å konvertere elektriske signaler til gasssignaler, og deretter til elektriske signaler. Overføringshastigheten er lav, og den egner seg ikke for komplekse kretsløp med for mange komponenter.
Fordelene med sylinderen ligger i følgende fire aspekter:
(1) Belastningen er stor og kan tilpasses bruken av høy dreiemomentutgang (den nåværende elektriske aktuatoren har imidlertid gradvis nådd gjeldende pneumatisk belastningsnivå).
(2) Rask handling og rask respons.
(3) God tilpasningsevne til arbeidsmiljø, spesielt i tøffe arbeidsmiljøer som brannfarlig, eksplosiv, støvete, sterk magnetisme, stråling og vibrasjon, den er overlegen hydraulisk, elektronisk og elektrisk kontroll.
(4) Motoren blir lett skadet når slaget blokkeres eller ventilstammen er bundet.
Kjøp og bruk kostnadssammenligning
Generelt sett er elektriske servodrev dyrere enn pneumatiske servodrev, men de avhenger også av spesifikke krav og anledninger. Noen likestrømsmotorer med lav-effekt utgjør en elektrisk skyve (elektrisk servosystem) som faktisk er billigere enn et pneumatisk servosystem.
For example: when the load is 1.5kg, the working stroke is 80mm, the speed is between 2170mm/s, and the accuracy is ¡ 0.1mm, acceleration 2.5m/s2 and other working conditions, FESTO company adopts electric servo system composed of small electric sliding table, controller, motor cable, control cable, programming cable and power cable, etc., its price is higher than pneumatic servo system. 25 percent cheaper. The same is true for electric cylinders with piston rod. It should be noted that if an AC motor is used, the price of the formed electric servo system is about 40 percent higher than that of the pneumatic servo system.
Med tanke på kjøps- og brukskostnader har den nåværende sylinderen fortsatt åpenbare fordeler. For det pneumatiske systemet er kontrollsystemet og aktuatoren veldig enkle. Hver sylinder trenger bare å være utstyrt med en magnetventil for å fullføre vekslingen av gasskretsen og utføre bevegelseskontroll. Sannsynligheten for sylinderfeil er relativt liten, vedlikeholdet er enkelt og praktisk, og kostnadene også lave.
For elektriske aktuatorer, selv om anskaffelsen av elektrisk energi er relativt enkel og energikostnaden er lav, er kjøps- og brukskostnadene relativt høye. Samtidig krever bruk av elektriske aktuatorer mange beskyttelsestiltak. Feil kretskoblinger, spenningssvingninger og overbelastning av lasten vil forårsake skade på den elektriske stasjonen. Derfor er det nødvendig å installere et beskyttelsessystem på kretsen og maskineriet, noe som øker mye ekstra utgifter. I tillegg, fordi den elektriske aktuatorens drivenhet har mange parametriserte innstillinger og høy integrasjon, må hele komponenten skiftes ut når den svikter. Og når drivkraften som kreves av systemet øker, kan et komplett sett med erstatningskomponenter også oppnås. Derfor kan man se fra en omfattende sammenligning at sylinderen har en større fordel med tanke på innkjøp og vedlikeholdskostnader.
Sammenligning av energieffektivitet
Resultatene av vår studie viser at i horisontal frem- og tilbakegående bevegelse med en kort frem- og tilbakegående periode (mindre enn 1 min), er driftsenergiforbruket til den elektriske aktuatoren vanligvis lavere enn sylinderen, det vil si at den er mer energieffektiv. Når den frem- og tilbakegående perioden er lengre (større enn 1 min), blir sylinderen mer energieffektiv-. Dette er først fordi kontrolleren til den elektriske aktuatoren vanligvis bruker omtrent 10W strøm når terminalen stopper, mens sylinderen bare bruker strøm fra magnetventilen og gasslekkasje, som generelt er lavere enn 1W, det vil si jo lenger terminalen stopper , jo bedre er det for sylinderen; For det andre kan den nominelle virkningsgraden til motoren under betingelser med kontinuerlig rotasjon nå mer enn 90 prosent, men den gjennomsnittlige virkningsgraden under betingelser med tabell-formet akselerasjon og retardasjon i den lineære frem- og tilbakegående bevegelsen (skruekonvertering) er mindre enn 50 prosent. Under vertikal frem- og tilbakegående bevegelse krever holdehandlingen ved å klemme arbeidsstykket kontinuerlig tilførsel av strøm til den elektriske aktuatoren for å overvinne tyngdekraften, og sylinderen trenger bare å lukke magnetventilen, som bruker mindre elektrode. Derfor er energiforbruksfordelen til den elektriske aktuatoren sammenlignet med sylinderen ikke særlig stor under den vertikale frem- og tilbakegående bevegelsen.
Det kan sees fra ovenstående at effektiviteten til selve motoren er veldig høy, men med tanke på effektivitetsfallet og strømforbruket til kontrolleren i den frem- og tilbakegående lineære bevegelsen, trenger ikke nødvendigvis den elektriske aktuatoren være mer energi- effektiv enn sylinderen, og den spesifikke sammenligningen avhenger av de faktiske arbeidsforholdene, det vil si installasjonsretningen, frem- og tilbakegående bevegelsessyklus og belastningshastighet, etc.
Applikasjonssammenligning
Pneumatic and electric systems are not mutually exclusive. Rather, it's just a matter of asking for something different. The advantages of pneumatic drives are obvious. When faced with harsh environmental conditions such as dust, grease, water or cleaning agents, pneumatic drives are more suitable for harsh environments and are very durable. Pneumatic drives are easy to install, provide typical gripping functions, are inexpensive and easy to operate.
Elektriske drev med servomotorer gir fordeler i situasjoner der kreftene øker raskt og det kreves presis posisjonering. Elektriske frekvensomformere er det beste valget for applikasjoner som krever presis, synkron drift, justerbar og spesifisert posisjoneringsprogrammering. Elektriske drivsystemer som består av servo- eller trinnmotorer med lukket-sløyfeposisjoneringskontrollere kan utfylle manglene til pneumatiske systemer. plass.
Fra perspektivet til teknologi og brukskostnad har sylinderen åpenbare fordeler, men hvilken teknologi som skal brukes for drivkontroll i faktisk bruk, bør vurderes omfattende fra flere faktorer. Ulike systemer i moderne styring blir mer og mer komplekse og sofistikerte, og det er ikke bare en viss drivstyringsteknologi som kan tilfredsstille de ulike styringsfunksjonene til systemet. Sylinderen kan ganske enkelt realisere raske lineære sirkulasjonsbevegelser, enkel struktur, praktisk vedlikehold og kan brukes i ulike tøffe arbeidsmiljøer, for eksempel eksplosjonssikre krav, støvete eller fuktige arbeidsforhold.
Elektriske aktuatorer brukes hovedsakelig i applikasjoner som krever nøyaktig styring. Nå blir fleksibilitetskravene i automasjonsutstyr stadig bedre. Det samme utstyret kreves ofte for å dekke behandlingsbehovene til arbeidsstykker av forskjellige størrelser. Aktuatoren må utføre multi-punktposisjonskontroll, og aktuatoren må kontrolleres. Kjørehastigheten og dreiemomentet kan kontrolleres nøyaktig eller synkront spores, noe som ikke kan oppnås med tradisjonell pneumatisk kontroll, og elektriske aktuatorer kan enkelt oppnå slik kontroll. Det kan sees at sylinderen er mer egnet for enkel bevegelseskontroll, mens den elektriske aktuatoren mest brukes til presis bevegelseskontroll.
sammenligning av markedssituasjonen
Sylinderdrevne-systemer har raskt vunnet popularitet innen industriell automasjon siden 1970-tallet. I dag har sylinderen blitt den vanlige aktuatoren for PTP (PointToPoint) håndtering innen industriell produksjon i inn- og utland, og markedsstørrelsen på pneumatiske komponenter sentrert på sylinderdrivsystemet har nådd en skala på 11 milliarder amerikanske dollar.
Siden 1990-tallet har den raske utviklingen av motorer og deres mikroelektroniske styringsteknologi gjort bruken av elektriske aktuatorer i industriell automasjon mulig. Videre har fremveksten av halvlederindustrien direkte fremmet utvidelsen av bruken av elektriske aktuatorer som kan realisere høy-presisjon multi-punktsposisjonering i industrifeltet.
På slutten av 1990-tallet viste Japan og andre store industrialiserte land til og med en gang at elektriske aktuatorer var i ferd med å erstatte luftsylindere og at luftsylindere ville trekke seg fra historiens stadium. Fordi det generelt antas at energikonverteringseffektiviteten til motoren i den elektriske aktuatoren er høy, og energikonverteringseffektiviteten til sylinderen er lav, vil de ineffektive produktene bli eliminert. Imidlertid, ti år senere, har ikke elektriske aktuatorer blitt populært på industriområder, og deres markedsstørrelse er fortsatt langt bak pneumatikken. Dessuten, både i industrielt utviklede land og i nylig industrialiserte land som Kina, har salget av sylindere ikke bare gått ned, men har også vokst jevnt. I Kina har den årlige veksten av sylindersalget blitt opprettholdt på mer enn 20 prosent de siste årene.
Hvis det er nødvendig å vitenskapelig og objektivt vurdere de to, må LifeCycleAssessment-metoden tas i bruk, og de omfattende indikatorene for de tre stadiene av produksjon, bruk og avhending må sammenlignes. Spesifikke indikatorer inkluderer kostnader, energiforbruk og belastning på miljøet (hovedsakelig utslipp osv.). For eksempel kostnad, elektriske aktuatorer har fordeler i drift av energiforbruk (bruksfase) kostnad, men vedlikeholdskostnad (bruksfase) og anskaffelseskostnad (produksjonsfase) er mye høyere enn sylindere, sammenligningen på denne indeksen bør være basert på summen av alle kostnader.
Når det gjelder totalkostnad, viser funnene våre at luftsylindere har visse fordeler i de fleste industrielle applikasjoner.
Basert på analysen ovenfor, bør vi se at sylinderen og den elektriske aktuatoren har sine egne egenskaper, og deres fordeler og ulemper kan ikke evalueres bare av effektivitetsnivået. Med utviklingen av elektrisk teknologi vil kostnadene for elektriske aktuatorer reduseres ytterligere, og bruksområdene forventes å bli ytterligere utvidet, men det er urealistisk å erstatte sylindrene fullstendig med -selvsugende og ikke{{1} }}tilstopping av kloakkpumper.
From the perspective of the market form, it has been mentioned earlier that if the electric cylinder is produced with reference to the shape and installation connection dimensions of the cylinder from the beginning, it is a good start. For rodless cylinders and pneumatic slides that do not have ISO standards at present, the corresponding shapes and installation connection dimensions are also adopted. This convenient measure can eliminate unnecessary competition between pneumatic drives and electric drives in terms of installation, addition or replacement. . FESTO's electric drive products include more than 300 freely combinable handling modules and multi-axis systems. At Festo, electric drives are not a competitor to pneumatic drives, but a perfect complement to the performance of pneumatic drives. Electric drives are characterized by precision and flexibility. Electric drives are the ideal solution for non-clogging self-priming sewage pumps in applications where forces are rapidly dissipated and precise positioning is required.
Derfor bør utviklingen av sylindre og elektriske aktuatorer være i en veldig godartet tilstand og komplementære i fremtiden, og de vil helt sikkert utvikle seg i samsvar med naturlovene for vitenskapelig utvikling av disse to teknologiene.
