制造業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)數(shù)字革命,全球工廠(chǎng)都在關(guān)注工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的效應(yīng),盼望能借此推動(dòng)生產(chǎn)力、盈利能力增長(zhǎng)的新浪潮。除了兼具實(shí)體與數(shù)字兩面外,新一代的機(jī)械生產(chǎn)也需要腦體俱佳,新型數(shù)字技術(shù)正在提升制造過(guò)程的智能性、響應(yīng)性和靈活性,而線(xiàn)性傳動(dòng)應(yīng)用中,電動(dòng)缸被證明是最明智的選擇。
當(dāng)公司企業(yè)思考數(shù)字策略時(shí),很容易陷入困境。廠(chǎng)長(zhǎng)們擔(dān)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(chǔ)設(shè)施,從零開(kāi)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(kāi)發(fā)、測(cè)試和維護(hù)的開(kāi)銷(xiāo)也得一肩承擔(dān)。
大量的證據(jù)顯示,大型工業(yè)4.0項(xiàng)目的益處不勝枚舉,而工廠(chǎng)環(huán)境下的數(shù)字化其實(shí)還有另一條路,能以更廉價(jià)簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行:從零開(kāi)始引進(jìn)全新數(shù)字自動(dòng)執(zhí)行更多任務(wù)。事實(shí)上,一線(xiàn)應(yīng)用的數(shù)字化方法有望成為未來(lái)幾年工業(yè)技術(shù)增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一,預(yù)計(jì)未來(lái)五年內(nèi),全球工廠(chǎng)自動(dòng)化產(chǎn)品市場(chǎng)將以每年9%的速度增長(zhǎng)。
首先,它解決了制造商的短期目標(biāo):降低運(yùn)營(yíng)和人工成本,同時(shí)提升生產(chǎn)力、質(zhì)量和安全性。這意味著許多自動(dòng)化解決方案(尤其是相對(duì)簡(jiǎn)單的小規(guī)模應(yīng)用)能立竿見(jiàn)影地收回成本;然而獲益不止于此,如果機(jī)構(gòu)選擇正確的技術(shù)途徑,且組件功能強(qiáng)大、靈活,并能集成到現(xiàn)有或未來(lái)的數(shù)字基礎(chǔ)架構(gòu)中,就能長(zhǎng)期創(chuàng)造價(jià)值,讓自動(dòng)化系統(tǒng)連接并集成到更廣泛的工業(yè)4.0網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用中。
制造自動(dòng)化最常見(jiàn)的構(gòu)成要素之一是線(xiàn)性傳動(dòng)需求,無(wú)數(shù)的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域借助線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器運(yùn)輸、查找和定位產(chǎn)品、組件與工具。在工廠(chǎng)環(huán)境下,線(xiàn)性傳動(dòng)的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式是借助液壓氣動(dòng)解決方案。
長(zhǎng)期以來(lái),公司企業(yè)一直依賴(lài)氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速、低負(fù)載應(yīng)用,或轉(zhuǎn)向必須產(chǎn)生強(qiáng)力的液壓系統(tǒng);然而,跨過(guò)工業(yè)4.0門(mén)坎后,制造商和機(jī)械設(shè)計(jì)師們陸續(xù)發(fā)現(xiàn),電動(dòng)缸能更充分滿(mǎn)足當(dāng)前和未來(lái)的自動(dòng)化需求。
電動(dòng)缸是使用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)滾珠或滾柱螺桿機(jī)構(gòu),取代液壓缸或氣缸,它支持多種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),采用模塊化形式,幾乎能為一切可能的應(yīng)用量身定制功率、速度和精度。
可搭配各品牌伺服馬達(dá)的電動(dòng)缸具有高度彈性
在自動(dòng)化系統(tǒng)的生命周期中,線(xiàn)性傳動(dòng)的機(jī)電方法能帶來(lái)可觀(guān)的總成本收益。電動(dòng)缸包含高精度零件,關(guān)鍵的機(jī)件被保護(hù)完善,能抗損壞抗污染,從而延長(zhǎng)和預(yù)見(jiàn)壽命時(shí)間。電動(dòng)缸需要更換時(shí),換裝過(guò)程快速簡(jiǎn)單,無(wú)需長(zhǎng)久關(guān)停系統(tǒng)或掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
另外,機(jī)電系統(tǒng)也無(wú)比高效,電動(dòng)缸能將消耗的80%動(dòng)力轉(zhuǎn)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(dòng)缸的優(yōu)點(diǎn)始于其簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)。液壓氣動(dòng)需要精心安設(shè)專(zhuān)用基礎(chǔ)設(shè)施。氣動(dòng)系統(tǒng)需要管線(xiàn)、泵、閥門(mén)、調(diào)節(jié)器、潤(rùn)滑器、空氣過(guò)濾器等諸多組件。液壓系統(tǒng)則是需要儲(chǔ)液室、泵、電機(jī)、放泄閥、換熱器以及降噪設(shè)備。
相比之下,電動(dòng)缸只需幾根電纜就能傳輸電力和控制系統(tǒng)。簡(jiǎn)化造就了精巧的整體體積和簡(jiǎn)單的機(jī)械配置,減輕了自動(dòng)化項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試所需時(shí)間。
電動(dòng)缸易于集成,機(jī)電系統(tǒng)需要考慮的部件較少,無(wú)需擔(dān)心管線(xiàn)鋪設(shè)或不同組件的相對(duì)位置,可在緊湊空間內(nèi)或現(xiàn)有機(jī)械上增設(shè)運(yùn)動(dòng)軸。控制系統(tǒng)集成也很直接,簡(jiǎn)單接口連通所有主要工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
推力可達(dá)50噸的高負(fù)載伺服電動(dòng)缸足以應(yīng)付嚴(yán)苛環(huán)境
隨著自動(dòng)化任務(wù)的要求日益嚴(yán)苛,機(jī)電驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)愈發(fā)凸顯。液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)難以或無(wú)法精確控制驅(qū)動(dòng)器的速度和位置,尤其是任務(wù)需要參數(shù)顯著變化時(shí),相較之下采用直接機(jī)械連接馬達(dá)和螺桿之間的電動(dòng)缸,不只讓系統(tǒng)完全可控,并具有很高的重復(fù)性(可達(dá)微米級(jí))及更高的鋼性。此外,它還能輕松跟隨運(yùn)動(dòng)周期,精確調(diào)整速度。
由于電動(dòng)缸的速度、加速度或定位均可通過(guò)軟件調(diào)整,因此蘊(yùn)含機(jī)電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)更容易微調(diào),從而使用者能夠不斷適應(yīng)和改進(jìn)它們的流程,從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的持續(xù)改進(jìn)活動(dòng),靈活彈性的應(yīng)用在工業(yè)4.0中不可或缺。