在要求苛刻的应用中，新一代机电执行器正在取代液压缸。开云体育store这种选择越来越多地受到成本优势和性能的驱动。

Tarek Bugaighis
Ewellix

传统上，当工程师想要产生较大的力或移动重物时，他们的首选将是液压驱动。然而，今天，液压系统在线性运动领域有了一个强大的竞争对手:机电驱动器。

机电执行机构用精密滚珠或滚轮丝杠取代液压系统，由本地安装的电机和变速箱驱动。在许多应用中，机开云体育store电系统比液压系统具有许多优势。它们更小、更轻，而且由于驱动执行器的电机直接连接，机电系统无需泵、蓄能器、油箱和管道。没有加压油也具有安全和环境效益，消除了与泄漏和泄漏相关的火灾、污染或伤害的风险。电动驱动也比液压驱动更安静。

机电系统也提供性能优势。与液压设备相比，它们可以在更大的速度和功率范围内运行，并提供更高水平的位置精度。他们的工作也更加稳定。液压油的粘度会随着时间和温度的变化而变化，影响机器的性能。机电系统在精确的公差下继续工作，由于它们的运动部件是基于众所周知的滚动轴承技术，因此可以在给定的运行条件下预测它们的运行寿命。

然后是控制。由于不需要单独的控制阀和相关硬件，机电执行器更容易集成到机器的电子控制系统中。再加上快速响应，准确性和可重复性，这使得编程复杂的运动更容易，或制造快速适应不同工艺要求的机器。

圈套在哪里?
相对于这些优点，机电设备有一个明显的缺陷:成本。在每个执行机构的基础上，电机的初始购买价格高于他们的液压对手。从历史上看，这足以阻止它们在某些应用中使用。开云体育store

然而，从总成本的角度来看，在机器的整个生命周期内，机电执行器提供的节省来源超过了其较高的初始成本。这些节省来自六个主要因素。

〇提高能源效率液压系统有多种能量损失来源，从最初的电能转换为驱动液压泵的运动，泵内部的损失，传输管道中的流体摩擦，以及执行器内部的进一步损失。总的来说，液压系统可能只能提供大约44%的输入功率给负载。相比之下，机电系统仅由于电机效率的限制以及变速箱和执行器组件的摩擦而损失能量。机电致动器通常将80%的输入功率传递给负载。此外，虽然液压泵在大多数应用中必须持续运行，以确保机器有足够的响应，但当机电执行器不被使用时，它们的功耗为零。开云体育store在许多应用中，机开云体育store电驱动器可能只在机器运行时间的一小部分消耗其峰值功率。总的来说，这意味着电动执行器仅在几个月内就可以通过节省能源来收回最初的成本。

减少热量-在液压机中损失的能量被转化为热量。在精密应用中，如塑料成型机开云体育store，这种热量必须使用冷水机去除，进一步增加了整体能源需求。由于其更高的效率，电动机器只需要大约35%的冷却能量的液压当量。

更短的循环时间-更高的速度和改进的机电执行器的可控性可以使机器运行得更快，增加产量。以汽车行业的机器人点焊为例。在焊接之间，安装在机械臂上的夹具必须打开，以允许机械臂进入下一个焊接位置。流体动力系统通常要求钳在每次焊接后完全打开。另一方面，机电系统可以通过编程打开，使钳子能够重新定位。当一家日本汽车制造商改用机电焊钳时，这种变化加上新型执行器的更快速度，使产量增加了10%，相当于每天生产100多个车身外壳。

提高材料利用率-提高精度和一致性意味着电动机器通常提供两倍于液压替代品的重复性。这提高了质量，减少了报废。此外，由于电动机器从启动的那一刻起就提供稳定的性能，减少了更换后的损失，生产团队花在调整机器变量以控制流程上的时间也更少。即使在生产低精度开云体育store部件的应用中，减少报废和质量改进所节省的成本也可以在两年或更短的时间内超过额外的执行器成本。

增加正常运行时间-电机的易损件较少，这些易损件都位于滚珠或滚轮丝杠机构和变速箱内。液压装置依赖于一个由阀门、软管、过滤器和密封件组成的网络。由于液压动力是分布式的，系统某个部分的故障很可能会使整个机器停止工作，直到问题被发现并修复。电动执行器的问题通常可以通过快速更换受影响的设备来解决。因此，使用机电执行器，正常运行时间和机器可用性通常提高2%，提高产量，降低单位生产成本。

简化维护-最后，电机很少有重复费用。操作人员不需要购买油、过滤器或密封件。他们不需要停止机器来更换这些部件，也不需要花钱防止或清理泄漏和泄漏。机电系统还可以配备完全集成的状态监测技术，在潜在问题导致计划外停机之前向操作和维护人员发出警报。

总之，这些优点可以为典型的生产机器节省大量费用。其中近一半的节余来自能源使用以外的领域。

新一代
最新一代机电执行器的设计建立在设计固有的优势之上，并扩展了这些优势，产品更强大，更持久，更容易集成到机器中。例如，Ewellix公司的机电执行器是液压系统的合适替代品，它使用的是螺旋驱动系统。

CASM系列执行器采用高质量轴承和滚珠丝杠，提供低摩擦的能源效率和低轴向发挥提高精度。这些设备终生润滑，配有集成过滤器和雨刷环，以防止灰尘和污垢进入造成损害。集成磁铁环和开槽铝型材外壳也可以轻松添加外部传感器。

CASM执行器可与无刷直流电机集成运动控制器，制动器和可选的现场总线接口。通过消除外部电机控制器的要求，无刷电机选项降低了安装成本，简化了布线，因为电机可以通过一根电缆供电和控制。机器的设置也更简单，有一个专用的编程工具包，允许使用图形用户界面设置电机参数。多达14个不同的执行器位置与相关的速度，加速度和减速可以下载到电机本身。随后，机器可以由PLC或简单的开关控制，为小型机器创建一个具有成本效益的独立运动控制系统。

对于更高负荷的应用，LEMC机电开云体育store气缸采用行星滚子丝杆而不是滚珠丝杆设计。这使得执行器具有比传统设计更高的功率密度，并且还提高了设备暴露于高水平外部振动的环境中的性能。

与CASM单元一样，LEMC执行器采用模块化设计，可以针对许多不同的应用和一系列电机类型进行配置。开云体育store除了传统的伺服电机，它们还可以配备集成变速箱和智能异步电机。这提供了额外的安全和机器保护功能，集成软启动和功能以及电机保护功能。对于操作和维护人员来说，该控制器还具有近场通信(NFC)功能，可以通过智能手机无线调节。

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