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，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：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)，直至負(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)

伺服缸通過電機(jī)使?jié)L珠絲杠旋轉(zhuǎn)來實(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。滾珠絲杠例如通過正時(shí)滑輪和正時(shí)皮帶連接至伺服電機(jī)。有的通過聯(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有很高的阻力。因此，直線導(dǎo)軌起到輔助作用，以免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。通過使用編碼器控制旋轉(zhuǎn)，可以控制電機(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。

伺服缸的類型

伺服氣缸主要有兩種類型：桿式和滑塊式。

1. 桿式

是桿伸縮的類型。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)生超過所需推力的推力就沒有問題。

2. 滑塊式

這種類型使用沿著直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌直線移動(dòng)的滑塊。可以通過將移動(dòng)物體直接連接到滑塊來使用。

對(duì)于滑塊類型，請(qǐng)選擇使用條件在直線導(dǎo)軌允許范圍內(nèi)的滑塊類型。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)物體的重量不超過有效負(fù)載能力。請(qǐng)注意，垂直和水平安裝的有效負(fù)載能力可能會(huì)有很大差異，因此必須小心。