Управление перемещением: основные типы приводов

Электричество, гидравлика и пневматика — это три основные технологии, которые используются в силовых приводах. Выбор технологии в каждом случае определяется характеристиками приложения.

Электрическое управление дает лучшие результаты в тех случаях, когда требуется абсолютная точность движения или когда необходимо обеспечить непрерывное движение. Электрический сервопривод хорошо работает в разнообразных приложениях: ЧПУ (числовая программа управления) осями обрабатывающего станка, а также в тех приложениях, где необходимо поднять и перенести что-либо во время монтажных работ.

Гидравлические приводы используются для работы с тяжелыми грузами в тех случаях, когда требуется быстрый отклик. Среди перечисленных трех типов приводов именно гидравлические развивают наибольшее усилие — до 100 тонн.

Пневматические приводы надежны и взрывобезопасны при работе в неблагоприятных условиях, нечувствительны к высокой и низкой температурам, грязи, механическим вибрациям, сырости и электрическим шумам.

В данном обрабатывающем станке использованы четыре типа приводов (Bosch Rexroth USA). Синий соответствует электрическому, желтый — пневматическому, красный — линейному, а зеленый — гидравлическому.

Поскольку в гидравлическом и пневматическом приводах используются цилиндрические поршни, с их помощью довольно легко обеспечить линейное движение. Работа же электроприводов, поскольку они управляются мотором, основана на вращательном движении и требует преобразования вращения в линейное движение — например, с помощью шарикового винта. На выбор привода влияют также его основные рабочие параметры:

Точность и повторяемость: Электрические сервоприводы обладают самым высоким уровнем точности. Современные гидравлические и пневматические аппараты обеспечивают лучшее управление, чем их предшественники. Гидравлическая энергия превосходит другие по своим возможностям эффективно прикладывать постоянное усилие, например, удерживать груз в определенном положении.

Сложность: Цифровое управление с помощью гидравлического привода, подходит для сложных приложений с большим количеством осей. Управление с помощью электрических сервоприводов лучше всего подходит для жесткой синхронизации. Пневматическое управление обеспечивает хорошую работу привода и простоту в применении.

Производительность: Повышение производительности системы достигается увеличением пропускной способности и уменьшением времени машинного цикла. На практике, рабочая скорость при простом линейном движении составляет 10 м/с для электрических приводов. Это в два раза больше, чем для гидравлических и пневматических приводов.

Издержки за срок службы: При оценке технологий не стоит опираться исключительно на их стоимость. Для полноты картины надо сопоставить издержки за срок службы и расходы на приобретение привода.

Родни Раск (Rodney Rusk),
Дан Вармус (Dan Warmus),
Брайан Роджерс (Brian Rogers),
Томас Дваер (Thomas Dwyer)
— специалисты по пневматическим,
гидравлическим и электрическим
технологиям компании
Bosch Rexroth Corp.
(www.boschrexroth-us.com)