氣缸驅動系統自20世紀70年代以來就在工業化領域得到了迅速普及. 氣缸適用于作往復直線運動,尤其適用于工件直線搬運的場合. 20世紀90年代開始,電機和微電子控制技術迅速發展,使電動執行器的應用迅速擴大。

能耗評價方法

氣動執行器運行消耗的是壓縮空氣. 壓縮空氣輸送過程中,經過節流閥、管道彎頭等阻性元件后,會有一定的壓力損失. 另外由于工廠普遍存在接頭、氣缸或電磁閥處的空氣泄露. 盡管安裝時的泄漏量標準低于5%,但很多工廠的泄漏量10%～40% . 泄露也將導致一定的壓力損失。氣動執行器消耗的是壓縮空氣,需要將消耗壓縮空氣轉化為壓縮機的耗電. 而電動執行器可采用直接測量得到耗電量,因此可將兩種執行器在相同工況下的耗電量作為能耗評價依據.  耗能過程

測量氣動執行器耗能流程

氣動執行器的空氣消耗量測量流程:

①打開截止閥,向儲氣罐中充滿0. 75MPa的壓縮空氣;

②關閉截止閥,讀取儲氣罐的壓力,檢查是否壓力下降,以防空氣泄露;

③設定減壓閥的壓力為0. 5MPa,氣動執行器往復動作20次;

④讀取儲氣 罐的最終壓力,結束測量.系統中壓縮空氣消耗是一個固定容腔充放氣 的過程,可利用差壓法來計算壓縮空氣的消耗量.

氣動執行器的運行能耗計算模型

電動執行器的運行能耗計算方法

測定方法. 利用電力計測量電動執行器和控制器在工作時每秒鐘的功率. 測量結果通過A /D板卡傳送到PC并保存起來,利用積分的方法,將工作時間內的功率曲線進行積分就得到電動執行器工作這段時間所消耗的電量.

氣動執行器與電動執行器的運行能耗實驗結果

通過實驗我們可以清楚的看到兩種執行器在相同工況的情況下，每次往返運動的能耗對比圖。

從圖三、圖四中可以看出, 在水平和垂直方向,氣動執行器搬運工件時, W 幾乎不依賴于f,各測試點的連線接近水平直線. 由于它的能耗只與空氣消耗量有關,它在待機或保持壓力時除少許泄露外沒有消耗,每次消耗量近似相等,因此,氣動執行器每次往復能耗在各種頻率下近似相等.電動執行器在水平和垂直方向W 受f影響很大,各測試點的連線成傾斜向下曲線. 隨著f的增加,W 減少.電動執行器在待機狀態也有消耗, f越高, 待機能耗越少, 電動執行器的效率就越高.

電缸與氣缸的性能比較

以氣缸為代表的氣動執行器在工業自動化領域發揮著重要的作用。而在能源問題突出，國家又提倡建設綠色環保生產線的今天，氣動執行器效率偏低，運行能耗成本高昂等問題引起了人們的關注。相對于氣動執行器，電動執行器具有能量轉化率高，運行成本低等優點。現在企業已意識到能耗問題并開始采取積極有效的措施來降低系統的能耗，而執行器的選擇問題就是實施節能的關鍵一環。

電動缸的內置結構和優點

電動缸是將伺服電機與絲杠一體化設計的模塊化產品，將伺服電機的旋轉運動轉換成直線運動，實現高精度直線運動系列的全新革命性產品。電動缸的內部結構：行星滾柱絲桿，滾柱絲桿，梯形絲桿，防反轉裝置 驅動電機類型：步進電機，伺服電機，直流電機，交流電機

廣泛的應用在造紙行業，化工行業，汽車行業，電子行業，機械自動化行業，焊接行業等。

力驅自動化EC電缸簡介

電缸是采用電機與控制器，產生一定推力的直線運動的產品。與傳統氣缸相比，電缸充分發揮了電機的精確位置控制，精確速度控制以及精確推力控制的優勢。同時具有低噪音，低振動，高速，節能，可任意加入中間定位點，超長壽命等特點。并且可以在惡劣環境下無故障連續工作，防護等級可以達到IP67.在機械自動化行業，電子行業，汽車行業，如果電缸與控制器連接使用，可以替代液壓缸和氣缸。  隨著工業自動化的進一步發展，電缸的需求將越來越大，但由于受技術及可靠性的限制，國內生產的電缸市場占有率極低，絕大多數都是靠進口。如德國  FESTO，日本的IAI，SMC,DYADIC生產的電缸占據了80%以上的市場。由于電子控制技術的發展，自動化流水線的控制速度越來越快、精度要求也越來越高。

而電缸恰恰能滿足這些要求。如下圖所示為寧波力驅自動化研發生產的EC系列電缸。該產品結構緊湊，防水防塵，可方便的替代傳統的氣缸等產品。該電缸采用了創新結構的設計，不但省去了傳統氣缸的管路和電磁閥，沒有漏氣和維護的煩惱，并且通過速度的實時控制，消除了傳統氣缸的振動問題，運行能耗僅為氣缸的1/2,配合PowerDrive驅動器系列產品，更可實現速度，定位的精確控制。