制造業(yè)正在經(jīng)歷一場數(shù)字革命,全球工廠都在關注工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的效應,盼望能借此推動生產(chǎn)力、盈利能力增長的新浪潮。除了兼具實體與數(shù)字兩面外,新一代的機械生產(chǎn)也需要腦體俱佳,新型數(shù)字技術正在提升制造過程的智能性、響應性和靈活性,而線性傳動應用中,電動缸被證明是最明智的選擇。
當公司企業(yè)思考數(shù)字策略時,很容易陷入困境。廠長們擔心若想享受工業(yè)4.0的惠益,就不得不拆更換現(xiàn)有基礎設施,從零開始重建,且需要額外加裝軟硬件后,才能處理通信和數(shù)據(jù)分析,后續(xù)一切開發(fā)、測試和維護的開銷也得一肩承擔。
大量的證據(jù)顯示,大型工業(yè)4.0項目的益處不勝枚舉,而工廠環(huán)境下的數(shù)字化其實還有另一條路,能以更廉價簡單的方式進行:從零開始引進全新數(shù)字自動執(zhí)行更多任務。事實上,一線應用的數(shù)字化方法有望成為未來幾年工業(yè)技術增長最快的領域之一,預計未來五年內,全球工廠自動化產(chǎn)品市場將以每年9%的速度增長。
首先,它解決了制造商的短期目標:降低運營和人工成本,同時提升生產(chǎn)力、質量和安全性。這意味著許多自動化解決方案(尤其是相對簡單的小規(guī)模應用)能立竿見影地收回成本;然而獲益不止于此,如果機構選擇正確的技術途徑,且組件功能強大、靈活,并能集成到現(xiàn)有或未來的數(shù)字基礎架構中,就能長期創(chuàng)造價值,讓自動化系統(tǒng)連接并集成到更廣泛的工業(yè)4.0網(wǎng)絡和應用中。
制造自動化最常見的構成要素之一是線性傳動需求,無數(shù)的工業(yè)應用領域借助線性驅動器運輸、查找和定位產(chǎn)品、組件與工具。在工廠環(huán)境下,線性傳動的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式是借助液壓氣動解決方案。
長期以來,公司企業(yè)一直依賴氣動系統(tǒng)來實現(xiàn)高速、低負載應用,或轉向必須產(chǎn)生強力的液壓系統(tǒng);然而,跨過工業(yè)4.0門坎后,制造商和機械設計師們陸續(xù)發(fā)現(xiàn),電動缸能更充分滿足當前和未來的自動化需求。
電動缸是使用電動馬達驅動滾珠或滾柱螺桿機構,取代液壓缸或氣缸,它支持多種標準設計,采用模塊化形式,幾乎能為一切可能的應用量身定制功率、速度和精度。
可搭配各品牌伺服馬達的電動缸具有高度彈性
在自動化系統(tǒng)的生命周期中,線性傳動的機電方法能帶來可觀的總成本收益。電動缸包含高精度零件,關鍵的機件被保護完善,能抗損壞抗污染,從而延長和預見壽命時間。電動缸需要更換時,換裝過程快速簡單,無需長久關停系統(tǒng)或掌握專業(yè)知識。
另外,機電系統(tǒng)也無比高效,電動缸能將消耗的80%動力轉化為有用功率,效率約為液壓系統(tǒng)的兩倍,比典型的壓縮空氣裝置高出四倍以上。
電動缸的優(yōu)點始于其簡化的設計。液壓氣動需要精心安設專用基礎設施。氣動系統(tǒng)需要管線、泵、閥門、調節(jié)器、潤滑器、空氣過濾器等諸多組件。液壓系統(tǒng)則是需要儲液室、泵、電機、放泄閥、換熱器以及降噪設備。
相比之下,電動缸只需幾根電纜就能傳輸電力和控制系統(tǒng)。簡化造就了精巧的整體體積和簡單的機械配置,減輕了自動化項目的總體設計、安裝和調試所需時間。
電動缸易于集成,機電系統(tǒng)需要考慮的部件較少,無需擔心管線鋪設或不同組件的相對位置,可在緊湊空間內或現(xiàn)有機械上增設運動軸??刂葡到y(tǒng)集成也很直接,簡單接口連通所有主要工業(yè)網(wǎng)絡協(xié)議。
推力可達50噸的高負載伺服電動缸足以應付嚴苛環(huán)境
隨著自動化任務的要求日益嚴苛,機電驅動的優(yōu)勢愈發(fā)凸顯。液壓與氣動系統(tǒng)難以或無法精確控制驅動器的速度和位置,尤其是任務需要參數(shù)顯著變化時,相較之下采用直接機械連接馬達和螺桿之間的電動缸,不只讓系統(tǒng)完全可控,并具有很高的重復性(可達微米級)及更高的鋼性。此外,它還能輕松跟隨運動周期,精確調整速度。
由于電動缸的速度、加速度或定位均可通過軟件調整,因此蘊含機電驅動技術的自動化系統(tǒng)更容易微調,從而使用者能夠不斷適應和改進它們的流程,從數(shù)據(jù)驅動的持續(xù)改進活動,靈活彈性的應用在工業(yè)4.0中不可或缺。