伺服氣缸（英文：Servo Cylinder）是一種利用滾珠絲杠將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)氣缸。

可以設(shè)定時(shí)間、位置和負(fù)載的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)液壓缸無(wú)法實(shí)現(xiàn)的精確運(yùn)動(dòng)。這提供了多種好處，包括降低缺陷率、提高產(chǎn)量和簡(jiǎn)化檢查流程。根據(jù)不同的應(yīng)用選擇伺服控制器非常重要。

近年來(lái)，為了改善制造現(xiàn)場(chǎng)，引進(jìn)了將伺服電機(jī)和伺服缸組合起來(lái)的混合生產(chǎn)設(shè)備。

伺服缸的應(yīng)用

伺服氣缸主要用于各種工業(yè)機(jī)械。一個(gè)具體的用例是用于壓裝齒輪和滑輪的壓裝機(jī)構(gòu)。它們經(jīng)常與各種機(jī)械零件結(jié)合使用。

由于使用響應(yīng)性優(yōu)異的電機(jī)，因此可以進(jìn)行液壓缸或氣壓缸無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高精度定位。另一方面，需要構(gòu)建使用伺服控制器的控制系統(tǒng)，這往往會(huì)增加設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)考慮的工時(shí)數(shù)。

伺服氣缸原理

通過(guò)伺服控制器對(duì)伺服缸設(shè)置時(shí)間、位置、負(fù)載等信息，可以按照所需的方式控制伺服缸。

控制方法大致分為兩類(lèi)：負(fù)載控制方法和位置控制方法。作為一個(gè)例子，我們將解釋一種常用的負(fù)載控制方法的設(shè)計(jì)流程。

• 負(fù)載停止
  以 30mm/sec 的速度移動(dòng)，直到負(fù)載達(dá)到 15kN。

• 在當(dāng)前位置停止（時(shí)間）
  當(dāng)負(fù)載達(dá)到 30kN 時(shí)停止 5.0 秒。

• 位置移動(dòng)
  以 100 毫米/秒的速度移動(dòng)到原點(diǎn)位置。

伺服缸結(jié)構(gòu)

伺服缸通過(guò)電機(jī)使?jié)L珠絲杠旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，主要由滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌和伺服電機(jī)組成。伺服缸有小型、中型、大型等多種類(lèi)型，但基本結(jié)構(gòu)是相同的。

1. 滾珠絲杠

滾珠絲杠將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。其特點(diǎn)是動(dòng)力傳輸精度高、定位精度高。滾珠絲杠例如通過(guò)正時(shí)滑輪和正時(shí)皮帶連接至伺服電機(jī)。有的通過(guò)聯(lián)軸器直接與伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。

2. 直線導(dǎo)軌

直線導(dǎo)軌支持滾珠絲杠的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠對(duì)操作方向以外的方向沒(méi)有很高的阻力。因此，直線導(dǎo)軌起到輔助作用，不干擾滾珠絲杠的直線運(yùn)動(dòng)。

3、伺服電機(jī)

伺服電機(jī)配備編碼器?？梢酝ㄟ^(guò)使用編碼器控制旋轉(zhuǎn)來(lái)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)量。另外，可以自由控制使用滾珠絲杠的直線移動(dòng)距離。

伺服缸的類(lèi)型

伺服氣缸主要有兩種類(lèi)型：桿式和滑塊式。

1. 桿式

是桿伸縮的類(lèi)型。適合沖壓作業(yè)等，但需要較大的安裝空間。為了承受徑向載荷，需要使用直線導(dǎo)軌或選擇帶導(dǎo)軌的直線導(dǎo)軌。

如果是桿型，只要選擇能夠產(chǎn)生超過(guò)所需推力的推力就沒(méi)有問(wèn)題。

2. 滑塊式

這種類(lèi)型使用沿著線性導(dǎo)軌的導(dǎo)軌直線移動(dòng)的滑塊。移動(dòng)物體可以直接連接到滑塊上。

如果是滑塊類(lèi)型，請(qǐng)選擇其工作條件在直線導(dǎo)軌允許范圍內(nèi)的類(lèi)型。具體而言，首先根據(jù)滑塊上安裝的移動(dòng)物體的重心和重量計(jì)算施加到滑塊上的力矩，并選擇不超過(guò)容許力矩載荷的型號(hào)。

然后檢查運(yùn)行速度下的有效負(fù)載能力，并確保移動(dòng)物體的重量不超過(guò)有效負(fù)載能力。請(qǐng)注意，垂直安裝和水平安裝之間的有效負(fù)載能力可能會(huì)有很大差異，因此請(qǐng)小心。