伺服電缸和氣缸的特性對(duì)比

伺服電動(dòng)缸又稱(chēng)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?xún)r(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(jiǎn)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(yíng)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(guò)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(lái)看，無(wú)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(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(guò)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(wú)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(jiǎn)單，元件類(lèi)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(duì)簡(jiǎn)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(guò)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(guò)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(guò)快插線(xiàn)纜連接到驅(qū)動(dòng)器即可。

氣動(dòng)系統(tǒng)布線(xiàn)時(shí)，需要布置電磁閥線(xiàn)纜，閥和開(kāi)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(xiàn)。

電動(dòng)缸系統(tǒng)布線(xiàn)，僅僅需要考慮電機(jī)動(dòng)力和反饋線(xiàn)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(lèi)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(yíng)中，兩種產(chǎn)品的差別在于其系統(tǒng)的能耗成本。

之前談過(guò)，由于氣缸的動(dòng)力須通過(guò)氣壓作為中間介質(zhì)，且在運(yùn)行過(guò)程中存在泄露的問(wèn)題，因此其能耗效率是不高的；而電動(dòng)缸的動(dòng)力是通過(guò)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(gòu)買(mǎi)成本較高，但是其在設(shè)計(jì)、組裝和運(yùn)營(yíng)上卻可以有不少節(jié)省，尤其是在系統(tǒng)能耗上面。