Was ist ein Elektrozylinder?
Ein Elektrozylinder ist ein elektrisch angetriebener Zylinder. Er wird normalerweise durch Kompressorluft von einer oder beiden Seiten des Zylinders angetrieben, die den Zylinder antreibt. Elektrozylinder hingegen sind elektrisch angetrieben.
Obwohl sie elektrisch angetrieben werden, bewegen sie sich nur vorwärts und rückwärts und arbeiten auf einer einzigen Achse. Im Allgemeinen können Druckluftzylinder nur zwei oder höchstens drei Punkte positionieren, während Elektrozylinder innerhalb ihres Hubbereichs frei positionieren können.
Anwendungen von Elektrozylindern
Der erste Vorteil des Elektrozylinders gegenüber Luftzylindern ist die Energieeinsparung. Luftkraft ist im Allgemeinen weniger energieeffizient, da der Widerstand in den Rohrleitungen durch lange Versorgungswege verursacht wird. Es ist bekannt, dass Elektrozylinder etwa ein Zehntel der Energie verbrauchen, die von Luftzylindern verbraucht wird.
Weitere Vorteile sind geringere Erschütterungen beim Anhalten, kürzere Taktzeiten, einfachere Konstruktion und Fertigung sowie die Möglichkeit, eine Vielzahl von Produkten zu handhaben. Aufgrund dieses hohen Komforts werden sie für den Transfer zwischen Bearbeitungsmaschinen eingesetzt.
Funktionsweise des Elektrozylinders
Der Elektrozylinder besteht hauptsächlich aus einer Kugelumlaufspindel, einer Linearführung und einem AC-Servomotor.
Die Kugelumlaufspindel dient dazu, die Rotationsbewegung des Servomotors in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Sie zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, Kraft mit hoher Präzision und guter Positioniergenauigkeit zu übertragen.
Zur Unterstützung der linearen Bewegung von Kugelgewindetrieben werden Linearführungen eingesetzt. Kugelgewindetriebe führen nur lineare Bewegungen aus und sind nicht sehr widerstandsfähig gegenüber anderen Richtungen. Linearführungen werden daher ergänzend eingesetzt, um die Krafteinleitung in die Linearbewegung zu erleichtern.
AC-Servomotoren treiben den Elektrozylinder an. Die Geschwindigkeit des Motors kann mit Hilfe eines Encoders frei gesteuert werden. Die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Motors zu steuern, bedeutet, dass der von der Kugelumlaufspindel zurückgelegte Weg frei eingestellt werden kann, was wiederum bedeutet, dass der Antriebsweg des Elektrozylinders angepasst werden kann.
Da der Elektrozylinder klein ist, kann ein einachsiger Roboter für größere Anwendungen verwendet werden.
Wie wird der Elektrozylinder verwendet?
Elektrozylinder ist der Handelsname für die elektrischen Aktuatoren von IAI, die als leistungsstarker Ersatz für Luftzylinder gedacht sind. Kürzlich hat IAI auch ein Produkt auf den Markt gebracht, das auf den Ersatz von Druckluftzylindern abzielt: den Elecylinder.
Elektrozylinder verfügen über Funktionen wie Positionsbetrieb, Positionierbetrieb und Schiebebetrieb und sind damit wesentlich anspruchsvoller als Druckluftzylinder.
Im Positionsbetrieb werden die Stopp-Position, die Verfahrgeschwindigkeit und die Beschleunigung im Voraus registriert, und der Zylinder bewegt sich zu der registrierten Position, indem er die Positionsnummer von einem Host-Gerät wie z. B. einer SPS angibt.
Im Positionierbetrieb werden der Verfahrweg (oder die Stopp-Position), die Verfahrgeschwindigkeit und die Beschleunigung direkt von einem Host-Gerät wie z. B. einer SPS vorgegeben.
Beim Schiebebetrieb wird ein Schiebevorgang mit einer bestimmten Schiebekraft durchgeführt. Diese Vorgänge werden mit einem Programmierhandgerät oder einer PC-Software eingestellt und vom Host-Gerät aus gesteuert.
Der Positioniervorgang wird für die Übertragung mehrerer Positionen verwendet, der Positioniervorgang wird verwendet, wenn die Bewegungsposition durch Berechnung oder auf andere Weise vom Host-Gerät festgelegt wird, und der Pressvorgang wird für das Spannen von Werkstücken mit konstantem Druck verwendet.
Parallel IO war die übliche Methode für den Anschluss an das Host-Gerät, aber in letzter Zeit werden viele feldnetzwerkfähige Modelle verkauft, die sich leicht an eine Vielzahl von Systemen anpassen lassen.
Auswahl eines Elektrozylinders
Elektrozylinder gibt es, wie auch Luftzylinder, in zwei Hauptformen. Die eine ist die Stangenform und die andere die Schieberform.
Der Stangentyp hat eine aus- und einfahrende Stange, die mehr Einbauraum benötigt, aber für Schubbewegungen geeignet ist. Um radiale Lasten aufnehmen zu können, müssen sie jedoch in Kombination mit einer Linearführung verwendet werden oder es muss ein geführter Typ gewählt werden.
Schiebertypen sind in Linearführungen integriert und können verwendet werden, indem das bewegte Objekt direkt auf dem Läufer montiert wird.
Bei Stangentypen wird die Momentbelastung von der Führung übernommen, so dass es kein Problem darstellt, wenn Sie ein Modell wählen, das eine Schubkraft erzeugen kann, die über die erforderliche Schubkraft hinausgeht.
Bei Läufern sollte das Modell so gewählt werden, dass es innerhalb der Toleranzen der integrierten Linearführung liegt.
Zunächst wird die auf den Läufer wirkende Momentbelastung anhand der Schwerpunktlage und des Gewichts des am Läufer befestigten beweglichen Objekts bestimmt. Das Modell wird so gewählt, dass die zulässige Momentbelastung nicht überschritten wird.
Überprüfen Sie anschließend die Nutzlast bei der Betriebsgeschwindigkeit in der Geschwindigkeitstragfähigkeitstabelle des Katalogs und stellen Sie sicher, dass das Gewicht des beweglichen Objekts die Nutzlast nicht überschreitet. Beachten Sie, dass die Nutzlast zwischen horizontaler und vertikaler Montage erheblich variiert.