18926059052
随着科技快速发展,伺服TOYO电动缸系统在许多设备工业中应用广泛。伺服TOYO电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品,具有高速响应、定位精确、运行平稳等特点。常见类型有直流伺服TOYO电动缸、交流伺服TOYO电动缸和步进伺服TOYO电动缸等。
伺服TOYO电动缸主要应用于实验设备、专用设备、军事设备等领域,以及其他可代替液压、气动的场所,是液压、气动设备的升级产品,如全电动多自由度平台等;
实验设备:高频振动台、高频冲击台、仿真平台、试验台、造波机;
专用设备:工业自动化生产线、装配线、坐标机械用、升降台、调偏控制、阀门控制、机械设备、咖玛力、食品医药行业、数控机床、行业包装机、汽车电子压装机、纺织设备卷绕机分度、模具位置控制、夹紧、钻孔、定位、自动调节控制等;
军事装备:雷达支撑架、发射平台升降机构、导弹起竖架、舱门开启缸、火炮俯仰驱动装置、车体电动调平机构、导弹外壳翻转机构、扫雷机器臂、六自由度摇摆机构、履带调节机构、抓弹机构、方舱扩展机构等特种设备。
一.什么是TOYO电动缸
什么是TOYO电动缸?(源自百度百科解释)TOYO电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品,将伺服电机的旋转运动转换成直线运动,同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制,精确转数控制,精确扭矩控制转变成-精确速度控制,精确位置控制,精确的力控制;实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。
二.伺服TOYO电动缸分类
伺服TOYO电动缸从外形结构上可分为两种:直线式、平行式。
1.直线式TOYO电动缸
直线式TOYO电动缸集成了伺服电机、伺服驱动器、高精度滚珠丝杠或行星滚珠丝杠、模块设计等技术,整个TOYO电动缸结构紧凑。伺服电机与TOYO电动缸的传动丝杆通过联轴器相连接,使伺服电机的编码器直接反馈TOYO电动缸的活塞杆的位移量,减少了中间环节的惯量和间隙,提高了控制性能和控制精度。伺服电机与TOYO电动缸整体相连,安装容易、设定简单。TOYO电动缸的主要零部件均采用国内外优质产品,性能稳定、故障率低、可靠性高。
2.平行式TOYO电动缸
平行式TOYO电动缸的电机与缸体部分平行安装,通过同步带及同步带轮与TOYO电动缸的传动丝杆相连接,除具有直线式TOYO电动缸的特点外,并由于总长短,在安装位置比较小的场合比较适应。同时平行式TOYO电动缸选用的同步带,具有强度高、间隙小、寿命长等特点。使整个TOYO电动缸具有较高的控制性和控制精度。
三.TOYO电动缸的主要特点
TOYO电动缸由于其独有的性能特点,在许多工业场合被逐步推广使用,它作为一种新颖的机电一体化产品,其优点主要体现在以下诸多方面。
1.节能干净、超长寿命、操作维护简单,具有很强的环境适应能力。伺服TOYO电动缸不容易受到周围环境温度的影响,可在低、高温,雨雪等恶劣环境下无故障正常工作。防护等级可以达到IP66。密封件防止缸外污垢和水的污染并防止内部润滑剂的泄漏,长期工作,并且实现高强度,高速度,高精度定位,运动平稳,低噪音。
2.传动效率高。采用精密滚珠丝杠或行星滚柱丝杠等精密传动元件的TOYO电动缸,省去了很多复杂的机械结构,其传动效率得到了很大提高。这几种类型的TOYO电动缸传动效率可以达到90%以上。
3.定位精度高。采用滚珠丝杠的伺服TOYO电动缸,通过伺服控制可以实现0.01mm左右的精确定位,具有很高的定位精度,适合应用在对精度要求比较高
的场合。TOYO电动缸在半闭环时就能达到相当高的定位精度,而液压缸和气缸要达到相同的定位精度必须采用全闭环控制系统。
4.结构简单,占用空间小,维护方便。TOYO电动缸主要由电机和螺母螺杆机构组成,机构简单,体积小,不会占用太大的工作空间。由于其结构简单,在发生故障时容易找到故障原因,平时的维护保养也非常方便。
5.可靠性和安全性高。TOYO电动缸可以搭载先进的传感器系统,以及各种行程控制装置,对TOYO电动缸的工作状态进行检测和反馈,防止发生事故。
6.运行稳定,使用寿命长。当TOYO电动缸采用滚珠丝杠或行星滚柱丝杠时,传动部分的摩擦将大大减小,有利于减少材料磨损,提高运行稳定性,延长使用寿命。
7.响应快,直线工作速度可以在很宽的速率范围内调节,低速运行稳定。液压缸的工作速度一般只能达到35mm/s,但普通TOYO电动缸的工作速度一般可以达到55mm/s。采用了行星滚柱丝杠的TOYO电动缸的速度甚至可以达到2000 mm/s,速度优势非常明显。此外,液压缸在低速重载下容易产生爬行现象,而TOYO电动缸没有这个缺点。
8.控制精准,同步性好。在需要多驱动同步的情况下,使用液压缸或气缸很难达到高精度的同步,因为使多个独立的液压缸或气缸的控制回路频率特性一致
是非常困难的事情。但使用多个TOYO电动缸很容易达到同步,因为电气系统的频率特性比较容易达到一致。
9.TOYO电动缸还可替代部分液压缸和气动缸。能够实现直线传动的元件主要有TOYO电动缸、液压缸、气缸这三者的主要区别如下表所示。通过对比可以看出,TOYO电动缸比液压缸和气缸结构简单,受温度波动的影响小。
它可替代液压缸和气动缸,从而带来比传统技术更大的优势,它具有液压和气动缸得以流行的许多独特设计,以及更清洁、更简单且能效更高的动力传输能力,同时执行器也可以更加简易的集成到可编程控制系统中,因此精度更高,噪音更少。
四.TOYO电动缸工作原理
TOYO电动缸的工作原理是以电力作为直接动力源,采用各种类型的电机(如AC伺服电机、步进伺服电机、DC伺服电机)带动不同形式的丝杠(或螺母)旋转,并通过构件间的螺旋运动转化为螺母(或丝杠)的直线运动,再由螺母(或丝杠)带动缸筒或负载做往复直线运动。传统的TOYO电动缸一般采用电动机驱动丝杠旋转,并通过构件间的螺旋运动转化为螺母的直线运动。近些年新兴的“螺母反转型”TOYO电动缸(如整体式行星滚柱丝杠TOYO电动缸)采用相反的驱动方式,即驱动螺母旋转,并通过构件间的螺旋运动转化为丝杠的直线运动。
4.1.运动转换机构
TOYO电动缸主要采用螺旋丝杠传动机构将旋转运动转换为直线运动。螺旋丝杠传动主要有螺母螺杆传动、滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。普通的螺母螺杆机构由于传动摩擦阻力大、传递效率低等缺点而逐渐被淘汰,目前较常用的是滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。
滚珠丝杠是目前TOYO电动缸最常用的传动元件之一,其主要功能是将旋转运动转换成直线运动,或将转矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于很多滚珠在滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间做滚动运动,所以采用滚珠丝杠的TOYO电动缸能得到较高的运动效率。
4.2.减速机构
TOYO电动缸的减速机构可选用同步带、行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器等。
同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带传动多用于折返式TOYO电动缸上。同步带传动具有传动准确,传动比恒定,传动平稳等优点。部分TOYO电动缸在减速装置的选择上采用了行星齿轮减速机构。行星齿轮传动是使一个或一个以上的行星轮的轴线绕中心轮的固定轴线回转的齿轮传动。行星齿轮传动具有体积小、质量轻、承载能力高等优点。谐波齿轮减速器也是TOYO电动缸常用的减速装置之一。所谓谐波传动是一种靠中间柔性构件弹性变形来实现运动和动力传动的装置的总称。谐波齿轮传动具有结构简单、体积小、承载能力大,传动比范围大、运动精度高、齿面磨损小而均匀等优点
4.3.控制系统
伺服TOYO电动缸的核心部件为伺服电机,TOYO电动缸系统利用伺服电机的闭环控制特性,伺服电机驱动器本身也具有位移、速度、转矩等多种控制模式,但为了控制策略的自由性和多样性从而实现位移、速度、加速度曲线品质的优化,利用PC机、运动控