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电动执行器取代其他运动选项 - 包括手动设计:动议趋势报告

经过丽莎EITEL.|2019年3月1日

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如今,电动执行器比以往任何时候都更易于指定和安装。组件供应商提供的增值服务以及特定于应用的致动器产品线(特别是移动设备和消费者使用的电池供电设计)消除了原始设备制造商和最终用户的许多集成任务。这些趋势在一定程度上得到了运动设计界在过去几年中跟踪的趋势的支持,即越来越多的预集成运动构建。最快的增长是紧凑的运动设计,旨在更换手动操作功能。

Linak Linear执行器可伸缩操作员 - 驾驶室驾驶室步进设备,使工人更容易爬上(并从升高)升高的驾驶室区域。读了这里完整的应用程序故事。

Jonas Proeger•Trinamic Motion Control:我们看到的大趋势是一些人所说的第四次工业革命。由此产生了两件重要的事情:

•越来越多的人类生命的方面是自动的......包括用大机器提供的功能以及小日常任务。

•软件定义的计算机正在看到使用指数上升。一个完美的例子是3D打印机:这些机器可以制造有适当的软件提供的任何内容。But it’s not just 3D printers … in fact, software-defined machines also enable new fabrication plants that nowadays aren’t built for one product alone … but rather accept reprogramming or even modification of every part manufactured according to customer demand — for what industry calls mass customization.

随着产品和机器越来越多地被软件定义(机器物理没有任何变化),我们认为较低层次的功能(如电机控制和斜坡)应该在可靠的构建模块中完成——即使应用软件发生变化。Trinamic产品的独特之处在于硬件(我们的设计执行电机控制和软件任务)之间的划分,我们的客户利用硬件来实现通信堆栈和应用程序代码。

在过去,大多数执行机构都是由原始设备制造商制造的,他们会购买电机、旋转到线性装置和联轴器,然后在内部执行装配。如今,交钥匙电动执行器的规格是仅涉及几根或数千根轴的项目的标准。


我们将在下面介绍电动执行器可编程性的增加(以及组件供应商及其分销商如何支持这些工作)。但除了与I4.0相关的趋势,Trinamic Motion Control的Proeger(上面引用的)注意到人类生活的更多方面正在实现自动化。读了Linak应用功能随附这件作品例如,增加非公路机械的人机工程学。

其他人也看到了同样的趋势——尤其是电动执行机构。

Dave Humblet | PBC Linear高级应用工程师:一些最近的应用说明了更多OEM的趋势,其中包含了与执行器和其他线性运动设计的设计中的可访问性和可维护性功能。在一个实例中,线性执行器在挖沟机上提供用于操作员可见性的驾驶室运动。更具体地,这种设计使用PBC线性CCR16线性搁压和FLN16标准线性轴承在客户外壳中。这里的优点包括可用性;良好的衡量标准;和强大的设计。

Tolomatic IMA线性伺服执行器,在标准和食品级模型中,具有空心芯转子设计,允许螺丝螺母在转子内部通过。由于消除了单独的电动机,电动机安装和齿轮箱,这种紧凑的封装可以减小与标准致动器相比的总致动器长度。照片礼貌Tolomatic Inc.

电动执行器的另一个大趋势是其用于取代气动。

Peter Zafiro•Linmot USA:行业中的大多数执行器都是气动。任何否则说的人都不在典型的自动化生产设备中花费足够的时间。即使在非惯性植物中,也有很多空气。这意味着电动执行器仍有很多空间......这些运动组件越来越容易使用。This means we need to step up and educate end users on how expensive compressed air can be — even at the ultra-cheap electrical rates we have in the U.S. Plus, you must factor in the noise….and the maintenance…and the hassle of frequent repairs.

一位工厂经理在充气应用程序的确切副本中使用了我们的产品18个月。我们提供的衬垫电动机电动执行器比气动缸更好地工作,导致生产力更大。It wasn’t until we brought in a high-efficiency compressor, created a perfectly leak-free air-delivery system to run his pneumatic cylinder machine, measured the kilowatt hours used, and compared this to the linear motor electric actuator machine, that he accepted our electric actuator solution. The LinMot solution used 3% of the electricity that the air cylinder did. It cost him well over $5,000 a year to run the pneumatic cylinder in electricity … the ROI for the electric replacement was less than a year.

许多植物制作生产零件的利润率低于每部分的便利率。每年提供5,000美元的盈利 - 这是巨大的。


电动驱动器技术对流体电力产品的其他优点是它们的维护和可编程性较低 - 用于完全利用传感器数据和负载监测...有时实时实时。即便如此,许多工程师仍然错误地认为气动马达和直线马达在适用性上几乎没有重叠。

扎菲罗•林莫特:在某些情况下,线性电动机是一种直接替代气球。通过降低总体拥有成本,前期价格损失很快抵消。当然,并非所有气动应用程序都使用很大的千瓦时......但许多线性运动应用肯定会。这是因为从附加负载移动到B的移动导致气缸中的大量空气位移。

即便如此,大多数终端用户仍然不会切换。缺点是,直线电机是高端驱动技术,而气缸简单。尽管用最复杂的技术来取代最基本的技术对一些工程师来说似乎有些过分,但实际上并非如此。直接驱动系统显示没有热损失与滚珠丝杠,齿轮,皮带,联轴器,和其他中间传动系统。我们的直线电机也密封,防止污染…甚至IP69K激光焊接保护。

现实是线性电机对每个应用程序没有意义......虽然对许多人来说是有道理的。将大于100毫米的距离大于每2秒的频率移动,以及任何类型的负载,您可以打赌您使用的是很多空气。那么为什么不使用最有效的系统进行点对点定位和拣选和放置?

线性电动机也以重复的上下旋转运动在螺纹和覆盖应用中,其中旋转电动机连接到线性电动机。

线性执行器的机械装置还有很多其他的进步。其中一些还针对传统的流体动力产品。

Aaron Dietrich•Tolomatic:辊式螺钉部署的强劲增长源于取代液压缸技术时对更小包装尺寸的更大作用力能力的要求。不仅必须达到力,而且螺钉技术必须在要求苛刻的应用中提供很长的使用寿命,并且能够承受机器振动和其他具有挑战性的环境。

Dave Beckstoffer |产品经理•Portescap:线性驱动器的持续趋势是在保持高力输出的同时减小尺寸。Portescap继续开发新的线性驱动器,能够增加线性力,同时保持相同的外径。

此外,外部线性执行器设计可以使用不同的技术提供添加的选项 - 包括刷子直流电机和变速箱。替代技术有助于降低电机解决方案的直径,同时在引线螺旋间距中提供灵活性。

Stefan Vorndran•Physik Instrumente(PI):在空间和功率有限且精度要求高的应用中,我们看到压电马达驱动的微型致动器越来越受到关注。压电马达比传统的微型马达更小、效率更高,压电马达执行器可以非常稳定地保持位置,而无需持续供电或机械制动。较小的致动器尺寸也允许构造非常小的定位级。


无论电动机还是机械致动类型,都是预测的执行器子组件这些天都很广泛。对于OEM的定制有时有用,在轴可能需要比标准产品更快的速度可以使用......或软件可能需要适应特殊通信要求。

在组装组件或提前集成组件之间进行选择,可以让原始设备制造商和最终用户控制他们在运动设计任务中投入的时间和精力……包括与电机和驱动器匹配以及特定应用的定制相关的时间和精力。这种设计通常会产生智能执行器,包括布线和连接器、电位器、编码器、控制器、继电器和用于联网的嵌入式电子设备。如果部件供应商或其分销商承担一些执行器编程,OEM和最终用户可以期望得到更多的支持。

迪特里奇•Tolomatic:将多种技术集成到单个模块化运动控制解决方案中,有助于机器设计人员创建更紧凑的机器设计。例如,Tolomatic的IMA产品系列是具有匹配组件的优化解决方案。它将机械执行器和伺服电机集成到一个执行器模块中。

采用集成执行器解决方案,机器设计师只有一个独立于伺服控制供应商的机械设计。这减少了组件计数,并消除了将电机安装到执行器的需要。此外,集成的致动器组件针对性能,成本,尺寸和重量进行了优化。

帕特里克驾驶器|产品经理•Aerotech:控制技术正朝着嵌入式解决方案发展。这意味着越来越多的个人电脑必须证明其进入应用程序的方式…而个人电脑不再是起点。我们还看到,相对于传统的IEC语言(如梯形图和结构化文本),更高级的编程语言正在成为一种趋势。并不是说全球范围内都在远离IEC……但高级编程的使用越来越多是一种新兴趋势。事实上,我们越来越多地听到客户愿意使用新的语言来完成工作……尽管他们确实希望语言熟悉并符合现代语言结构。

线性执行器的增加的增加如何有助于OEM?

丹施密特|产品经理•Toolomatic:集成执行器让OEM更好地支持客户,通过轻松更换运动模块,与传统的执行器 - 变速箱带系统的故障排除组件进行故障排除组件。这也有助于减少机器设计中购买的组件数量(符合购买趋势和最佳实践)。在食品饮料行业中,趋势更紧凑的解决方案和开放式机器设计,需要集成的执行器,能够冲洗,以便于清洁,机器可靠性和实现开放的清洁机设计。

一般行业趋势见OEM活动,以改善循环时间和工艺可靠性,需要长寿命和执行器的高性能。这是通过各种螺钉技术(球和滚筒螺钉考虑)的设计选择来实现的,并且定子绕组专门设计用于力重复性和动态响应 - 包括偏斜绕组和具有低电时常数的绕组。轻松集成和多个安装选项也让OEMS Go Global并使用相同的机械机器设计(形式,适合和功能),以支持国际上的客户使用不同的控制系统。

Thomson Industries MOTIONEERING尺寸设计软件可以让设计工程师使用一个部件编号选择器来快速找到直线运动的解决方案。通过这种方式,可以立即访问3D模型和技术信息。


尺寸调整软件和在线购买工具继续改变线性执行器的设计方式,就像它们改变了消费者的购买习惯一样。

例如:博世力士乐(Linear Motion Designer, LinSelect,和econfigators)的线性运动eTools帮助用户获取信息,然后选择、购买、供应、委托、启动、操作和服务设计。对于后者,制造商的activeckpit数据可视化工具允许实时跟踪工厂数据。

年轻工程师更喜欢自我引导研究(与高触控销售模型)有助于推动该网上采购和规范。东欧和中亚等新兴市场的设计工程也得到了在线工具的大力支持。当然,区域市场的临界质量仍然支持传统的销售方法,特别是在工程师希望与能够亲自访问的知识渊博的供应商代表合作的情况下。

travis gilmer |工业线性执行器的产品线专家•Thomson Industries:我们最近通过用于线性执行器的平台,扩展了我们的线性摩托车的在线尺寸和选择工具。由于各种产品系列群体重叠,这些产品通常对大小挑战到新应用。这可能导致昂贵且耗时的误用。因此,我们首先通过建立20个左右的问题来简化此过程,这些过程最准确地识别特定应用程序的正确产品。结果是一个更具应用程序聚焦的外观,这些功能范围广泛的特征选项比设计工程师否则可以从自己身上搜索什么。

设计工程师可以从他们的个人电脑、手机或平板电脑登录我们的自助尺寸调整工具,进行实时调整,根据定义的参数重新计算,并下载cad准备的3D模型和项目的2D投影,以帮助适应定制产品的整体应用程序和设计。此外,他们不仅可以节省项目工作和规模调整工作,还可以直接在平台内订购线性驱动器。


提交:3D打印•附加制造•立体光刻那线性运动提示那齿轮•齿轮头•减速机
标记为:Pbclinear.那linmot

关于作者

丽莎EITEL.

Lisa Eitel自2001年以来一直在电影行业工作。她的研究领域包括电机、驱动、运动控制、动力传输、线性运动、传感和反馈技术。她拥有机械工程学士学位,是Tau Beta Pi工程荣誉协会的入选者;女工程师协会成员;也是FIRST机器人七叶树地区赛的评委。除了她的motioncontroltips.com的贡献,她还领导了设计世界的季度运动问题的生产。

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