ORCA Các xi lanh điện phá vỡ ngành tự động hóa công nghiệp

Các hệ thống thủy lực và khí nén đã đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp, thực hiện các nhiệm vụ thiết yếu trong robot, xử lý vật liệu, chế biến thực phẩm và các ứng dụng phức tạp khác.Hệ thống thủy lực được biết đến với độ chính xác và sức mạnh cao của chúng, trong khi các hệ thống khí nén được ưa chuộng vì tốc độ và tính đơn giản của chúng, mặc dù chúng thường cung cấp độ chính xác điều khiển thấp hơn.Máy điều khiển khí nén đi kèm với những hạn chế và thách thức vốn có, bao gồm khả năng lặp lại kém, chi phí bảo trì cao, độ chính xác hạn chế, tích hợp phức tạp, hành vi không thể đoán trước trong môi trường năng động và sản lượng tiếng ồn quá mức.Với sự tiến bộ của công nghệ động cơ thông minh, xi lanh điện đã nổi lên như một sự thay thế thực tế và thường tốt hơn, mang lại hiệu quả cao hơn và chi phí sở hữu tổng thể thấp hơn.

Trong khi các bộ điều khiển khí nén vượt trội về tốc độ và tính đơn giản, chúng vốn hạn chế trong các ứng dụng đòi hỏi sự lặp lại và chính xác cao, chẳng hạn như gia công CNC, hệ thống phân phối,và hàn tự độngDo khả năng nén của không khí, ngay cả những biến động nhỏ trong áp suất cung cấp, tốc độ dòng chảy hoặc nhiệt độ môi trường xung quanh có thể dẫn đến sự không nhất quán trong chiều dài, tốc độ và sức mạnh của động cơ.Các yếu tố bổ sung như thời gian phản ứng van, chiều dài đường dẫn không khí, rò rỉ hoặc giảm áp suất góp phần vào sự lệch vị trí.cho phép điều khiển vòng tròn khép kín và độ chính xác định vị chính xác, các thiết bị điều khiển khí nén thường hoạt động trong cấu hình vòng tròn mở, dẫn đến hiệu suất không nhất quán hơn từ chu kỳ này sang chu kỳ khác.

Các thiết bị điều khiển khí nén vốn thiếu độ chính xác cần thiết cho các ứng dụng chính xác cao do các tính chất vật lý của không khí nén và những hạn chế của điều khiển hệ thống.Sự thay đổi trong áp suất và nhiệt độ gây ra sức mạnh không nhất quán và chuyển động thiết bị điều khiểnSự chậm trễ trong hoạt động van, chiều dài đường dẫn không khí và ma sát bên trong xi lanh góp phần khác nhau trong hiệu suất đập.thường với độ khoan dung ± 1 mm hoặc lớn hơn ≈ không đủ cho các công việc đòi hỏi kiểm soát chi tiết.

Nhiều thành phần và bộ phận di chuyển trong các hệ thống khí nén làm tăng khả năng hao mòn và hỏng cơ khí.trong khi van điều khiển xuống do thường xuyên chuyển đổiCác đường ống và phụ kiện có thể phát triển rò rỉ hoặc mất áp suất theo thời gian, và các bể lưu trữ không khí dễ bị ăn mòn bên trong.những vấn đề này có thể dẫn đến giảm hiệu quả hệ thống và thất bại cuối cùng.

Trong khi các hệ thống khí nén thường được coi là hiệu quả về chi phí do chi phí thiết bị khởi động tương đối thấp (thường là từ 200 đến 1.000 đô la),điều này không tính đến chi phí cài đặt (từ $ 150 đến $ 1Theo thời gian, những chi phí bổ sung này có thể làm cho hệ thống khí nén đắt hơn so với các giải pháp thay thế điện.

Những đổi mới gần đây trong công nghệ điều khiển điện đã làm cho nó trở thành một sự thay thế thực tế và cạnh tranh cho các hệ thống khí nén.Các thiết kế hiện đại hiện nay phù hợp hoặc vượt quá các hệ thống khí nén về tốc độ và khả năng phản hồi trong khi cung cấp các lợi thế bổ sung như hồ sơ chuyển động có thể lập trình, điều khiển chính xác, và hoạt động gần như im lặng. với sự tích hợp hệ thống đơn giản hóa và khả năng phản hồi thời gian thực, các thiết bị điều khiển điện ngày càng phù hợp cho động,các ứng dụng hiệu suất cao trước đây dựa trên không khí nén.

Bảng dưới đây so sánh các thông số kỹ thuật chung của các thiết bị điều khiển khí nén với các xi lanh điện thông minh của dòng ORCA.

Các xi lanh điện cung cấp một số lợi thế quan trọng so với các hệ thống khí nén, bao gồm độ chính xác cao hơn, khả năng lặp lại tốt hơn,và chi phí bảo trì thấp hơn do không có hệ thống nén không khí và ít bộ phận di chuyển hơnChúng hỗ trợ điều khiển vòng kín để định vị chính xác, hoạt động yên tĩnh hơn và loại bỏ nhu cầu về máy nén, van và đường ống rộng lớn.Hệ thống điện cũng tích hợp dễ dàng hơn vào kiến trúc điều khiển kỹ thuật số và, khi kết hợp với các chiến lược điều khiển phù hợp, có thể cung cấp chuyển động an toàn và phù hợp hơn, làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi tính nhất quán, linh hoạt và đáng tin cậy.

Các động cơ dòng ORCA chia sẻ kiến trúc cơ bản của động cơ tuyến đường ống: một trục từ được thúc đẩy bởi các cuộn xung quanh để tạo ra một cơ chế truyền động trực tiếp gần như không tiếp xúc.Giống như các thiết kế ống khácNhững gì làm cho các động cơ ORCA khác biệt là thiết kế tích hợp đầy đủ của chúng, mỗi đơn vị bao gồm các cảm biến trên tàu (để xác định vị trí, nhiệt độ,lựcSự tích hợp này đơn giản hóa hệ thống dây và lập trình, giảm nhu cầu bảo trì và giảm chi phí hệ thống tổng thể.

Các xi lanh điện ORCA cung cấp khả năng lặp lại cao với yêu cầu bảo trì tối thiểu.Nhờ điều khiển điện từ chính xác và sự vắng mặt của các thành phần truyền tải cơ học như bánh răng hoặc dây đai, chúng cung cấp chuyển động nhất quán với độ chính xác định vị dưới 1 mm và hầu như không có trôi qua vô số chu kỳ.làm cho các vỏ nhựa ở hai bên khung xe là các thành phần duy nhất có thể sử dụngTrong khi các động cơ khí nén thường đạt tốc độ tối đa 1,5 m/s để duy trì kiểm soát và giảm mài mòn, các động cơ điện không phải đối mặt với những hạn chế như vậy. Các động cơ ORCA có thể đạt tốc độ lên đến 6.5 m/s mà không ảnh hưởng đến kiểm soát hoặc độ bền.

Tuân thủ là điều cần thiết cho sự tương tác giữa con người và máy tính an toàn và hiệu quả, đề cập đến khả năng của một bộ điều khiển để chịu lực như một lò xo cho phép tiếp xúc không bị lỗi với các vật thể,bề mặtCác động cơ ORCA có khả năng điều khiển ngược và tuân thủ, có khả năng chịu lực bên ngoài trong khi áp dụng lực và cho phép điều chỉnh chính xác sự tuân thủ phù hợp với bất kỳ ứng dụng nào.Trong khi các hệ thống khí nén cũng cung cấp một số tuân thủ vốn có (một xi lanh sẽ đầu hàng nếu lực vượt quá áp suất không khí), sự phụ thuộc vào không khí nén và van điều khiển cứng để lại chỗ cho sự không thể đoán trước trong quá tải.người dùng có thể đạt được sự tuân thủ nhất quán với sự phức tạp cơ khí tối thiểu bằng cách lập trình giới hạn lực tối đa, loại bỏ nhu cầu điều chỉnh áp suất bên ngoài hoặc điều chỉnh cơ học. Các động cơ có thể được cấu hình để sản xuất ở ngưỡng cụ thể (ngay cả được lập trình động),đảm bảo hành vi dự đoán và an toàn trong các tương tác thể chất.

Máy điều khiển điện cung cấp độ chính xác cao hơn so với hệ thống khí nén bằng cách sử dụng các thành phần cơ học cứng và điều khiển vòng kín tiên tiến.chúng cung cấp phản hồi thời gian thực cho vị trí chính xác và lặp lạiKhông giống như các hệ thống khí nén, động cơ điện duy trì theo dõi nhất quán bất kể điều kiện bên ngoài như nhiệt độ, biến động áp suất, điện áp,hoặc các lực bên ngoài như ma sátĐiều khiển chính xác này làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi kiểm soát chuyển động chính xác, dung nạp chặt chẽ và hiệu suất lặp lại trong chu kỳ hoạt động kéo dài.

Không giống như các hệ thống khí nén, đòi hỏi nhiều thành phần bên ngoài (máy nén, van điều khiển, bộ điều chỉnh áp suất và đường ống rộng lớn),Động cơ ORCA cung cấp một giải pháp tích hợp đầy đủ với bộ điều khiển PID trên tàuNgoài các yêu cầu bảo trì thấp, động cơ ORCA cung cấp điều khiển chuyển động tiên tiến,bao gồm phản hồi lực lượng và vị trí thời gian thực và hiệu ứng động học có thể lập trình như damping điều chỉnh, suối ảo, và dao động.Tích hợp phần mềm liền mạch với các nền tảng dựa trên giao diện đồ họa trực quan như IrisControls cho phép người dùng tạo các hồ sơ chuyển động rất cụ thể và phức tạp mà không cần điều chỉnh cơ học.

Một cân nhắc quan trọng khác trong các ứng dụng con người-máy là ô nhiễm tiếng ồn do các hệ thống điều khiển tạo ra.giảm năng suấtCác hệ thống khí nén điển hình hoạt động ở mức 60-90 dB ồn như một tàu điện ngầm trong khi các động cơ điện ORCA hoạt động ở mức 20 dB, tương đương với một tiếng thì thầm.

Khi các ngành công nghiệp ngày càng đòi hỏi hiệu quả cao hơn, thời gian ngừng hoạt động ít hơn, độ chính xác và an toàn trong các quy trình lặp lại,xi lanh điện đã xuất hiện như một sự thay thế khả thi và thường tốt hơn cho các hệ thống khí nénVới những tiến bộ trong kiểm soát, tích hợp và hiệu suất, xi lanh điện hiện đại làm giảm chi phí bảo trì, chi phí hoạt động thấp hơn và tăng chức năng.Cho dù nâng cấp các hệ thống cũ hoặc thiết kế các giải pháp tự động hóa mới, chuyển sang điện có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy, tính linh hoạt và tổng chi phí sở hữu.