Основна логіка електроциліндрів полягає у виконанні корисної роботи шляхом перетворення обертального (кругового) руху приводного елемента на лінійний (прямолінійний) рух. Моделі електроциліндрів відрізняються залежно від типу двигуна, який забезпечуватиме обертальний рух, типу гвинтового вала, який забезпечуватиме лінійний рух, та типів з'єднань, які дозволяють поєднувати ці два компоненти.
Електричні циліндри часто порівнюють з пневматичними циліндрами через області їх застосування. Це порівняння іноді можна провести з гідравлічними циліндрами. Усі три системи мають переваги та недоліки відповідно до своїх характеристик. Користувачам слід враховувати ці питання під час вибору продуктів для свого застосування. Електричні приводи використовуються в машинобудуванні, автомобільній та автомобільній підпромисловості, харчовій, текстильній, пакувальній та упаковочній промисловості, медичних пристроях, випробувальних пристроях, робототехніці та електроніці. Електричні циліндри відокремлені від інших систем і мають механічну структуру. Рух забезпечується гвинтовим валом, розміщеним у корпусі. Кульковий гвинт забезпечує передачу потужності, перетворюючи круговий рух, який він отримує від двигуна, на лінійний рух. Залежно від механічних виробів, що використовуються в електричних циліндрах, та типу двигуна забезпечується висока точність положення, контроль швидкості та контроль сили.

Структура електричного циліндра

Структура електричного циліндра в основному складається з 3 основних елементів. Оскільки циліндричну частину можна оцінювати окремо, двигун зазвичай розглядається як інтегрований елемент.

1. Циліндр

Циліндр – це елемент, який виконує роботу, перетворюючи круговий рух, отриманий від двигуна, на лінійний рух. Залежно від використовуваних механічних виробів, максимальна вантажопідйомність, точність позиціонування, максимальна швидкість та максимальна довжина ходу циліндра змінюються.

2. Адаптер для підключення двигуна

Це механізм, який передає рух двигуна до циліндра. Він з'єднаний між циліндром і двигуном. Залежно від застосування, двигун може бути встановлений аксіально або паралельно циліндру.

3. Двигун

Двигун є основним джерелом живлення циліндра. Він забезпечує рух циліндра. Електричні циліндри; їх можна використовувати з серводвигуном, кроковим двигуном, двигуном постійного струму, двигуном змінного струму.
Зусилля, що прикладається електроциліндром з інтегрованим серводвигуном, можна контролювати без використання зовнішнього обладнання. Завдяки використанню електроциліндра із серводвигуном можна виконувати високоточне позиціонування в кількох положеннях. Можна отримувати зворотний зв'язок щодо виконаного позиціонування. Значення швидкості та прискорення електроциліндра можна змінювати під час процесу. Усі ці операції можна контролювати за допомогою ПЛК. Для інших типів генераторів руху ці операції можливі з додаванням зовнішнього обладнання (датчик, лінійна шкала тощо).

Характеристики електричного циліндра

1. Контроль положення за допомогою електричного циліндра

За допомогою електричних циліндрів можна виконувати точне позиціонування в кількох положеннях. Точність позиціонування електричного циліндра залежить від точності кульового гвинта та елемента зчитування положення, що використовується. Циліндр переміщується на крок кульового гвинта за кожен оберт двигуна. Як тільки рух зупиняється, циліндр позиціонується. Керуючи рухом, який має бути наданий кульовому гвинту, циліндр можна розташувати в потрібному положенні.
Хоча точність позиціонування 0,02 мм може бути досягнута за допомогою використання кулькового гвинтового вала в електричних циліндрах, це значення залишається порядку 0,1 мм за використання трапецієподібного вала. Вибір елемента зчитування положення (енкодер, лінійна шкала тощо) має відповідати бажаним значенням точності позиціонування.
Завдяки електричному циліндрі, інтегрованому із серводвигуном, інформацію про положення можна зчитувати без потреби у зовнішніх елементах. Цю інформацію можна обробляти та оцінювати. Циліндр позиціонується у своєму другому положенні після деякого часу очікування в першому положенні. Кількість положень не обмежується двома, її можна збільшити.
Якщо електричні циліндри використовуються з двигунами, які не мають внутрішнього елемента зчитування положення, для керування положенням потрібне зовнішнє обладнання. Позиціонування можна здійснювати, керуючи рухом циліндра за допомогою інформації про положення, отриманої від зовнішнього обладнання.

2. Контроль швидкості за допомогою електричного циліндра

Швидкість електроциліндра залежить від кроку кулькового гвинта та швидкості двигуна. Швидкість можна контролювати, змінюючи кількість обертів кулькового гвинта. Швидкість можна змінювати, змінюючи швидкість двигуна під час руху. Втрати часу можна усунути, регулюючи прискорення залежно від застосування. У той час як циліндр рухається з меншою швидкістю, щоб досягти свого першого положення, через певний проміжок часу він рухається з вищою швидкістю, щоб досягти свого другого положення.

3. Електричне керування прискоренням циліндра

Змінюючи значення прискорення та уповільнення двигуна, інтегрованого в електричний циліндр, можна контролювати прискорення циліндра. Це запобігає ризикованим пускам та зупинкам циліндра під великими навантаженнями. У випадках, що вимагають швидкого часу циклу, бажаного часу циклу можна досягти шляхом регулювання швидких пусків та зупинок. Циліндр досягає певної швидкості з різними значеннями прискорення.

4. Контроль сили за допомогою електричного циліндра

Сила, що прикладається електричним циліндром, залежить від потужності двигуна, що використовується, та механічної структури циліндра. Силу циліндра можна контролювати, регулюючи потужність двигуна. Сьогодні за допомогою електричних циліндрів отримують силу 300 кН.
Силу можна контролювати за допомогою режиму крутного моменту двигуна в електроциліндрі з інтегрованим серводвигуном. Циліндр може бути обмежений певною силою, залишаючись постійним під дією певної сили. Інформацію про силу та положення можна зчитувати. Цю інформацію можна обробляти та оцінювати. Залежно від бажаної чутливості інформації про силу може знадобитися використовувати датчик сили. Цю інформацію можна отримати за допомогою датчика сили, коли двигун використовується без режиму крутного моменту в електроциліндрі.

Електричні циліндри є одним із плодів розвитку високих технологій та 4-ї промислової революції. Широке використання інтелектуальних систем з високою кількістю циклів, що дозволяє виробляти різні продукти на одному верстаті, та низькими експлуатаційними витратами, збільшує потребу в електричних циліндрах. Очікується, що ці продукти з часом значною мірою займуть їхнє місце, оскільки вони забезпечують чимало переваг порівняно з циліндрами, які використовують гідропривід. Електричні циліндри відокремлені від інших систем та мають механічну структуру. Рух забезпечується гвинтовим валом, розміщеним у корпусі. Кульковий гвинт забезпечує передачу потужності шляхом перетворення кругового руху, який він отримує від двигуна, на лінійний рух. Залежно від механічних продуктів, що використовуються в електричних циліндрах, та типу двигуна, забезпечується висока точність положення, контроль швидкості та контроль сили. Електричні циліндри є екологічно чистими продуктами, окрім переваг, які вони надають користувачеві. З точки зору енергоефективності, яка є однією з наших найбільших відповідальностей сьогодні, електричні циліндри дуже чутливі порівняно з іншими системами. Після 2000 годин випробувань за тих самих умов, навантаження та швидкості, електричний циліндр, як було випробувано, виявився в 11 разів ефективнішим з точки зору споживання енергії, ніж пневматичний циліндр.