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電動缸和電動推桿有什麼不同?
August 04,2023

電動缸以及電動推桿為兩種性質相似,但功能及應用完全不同的電動線性致動器(Linear Actuator)。與傳統常見的氣油壓直驅元件相比,作為一種較新興的直線運動控制裝置,有著多種不同的名稱及簡稱,各家廠商在命名上亦有些微不同,經常容易互相混淆。雖然兩者的驅動原理相似,但由於內部結構組成的不同,在實際應用方面以及操作控制上有著很大的不同之處。以下文章會就電動缸及電動推桿這兩者在市場上常見的名稱、細部構造上的不同點、以及應用操作上不同的地方簡單做個說明。
電動缸是一種裝有伺服馬達,並受其所驅動的線性致動器。市面上電動缸名稱內因其最常搭配使用伺服馬達的緣故,常帶有著「伺服」二字,但有時也會因應實際技術需求,搭配步進馬達、DC調速馬達,甚至小型AC馬達進行使用,在可選用搭配的馬達種類上並沒有特別限制。
電動缸之所以最常搭配伺服馬達使用的原因,是因其專為伺服馬達設計的精密內部結構,可以完整發揮伺服馬達精密的控制特性而不會使其受減損。主要應用於需要精密控制位置、速度及推拉力的各式工業場景,搭配伺服馬達的電動缸也非常適合需要長時間出力進行壓合的應用。
電動推桿又名為電動推桿缸或電動伸縮桿,常見的英文名稱有Electric Push Rod、Electric Linear Actuator 等。電動推桿是一種將缸體、螺桿、齒輪或蝸桿傳動箱、AC或DC馬達及控制器組合為一體的獨立產品。電動推桿推力較小、速度較慢、定位精度也比較差,僅適合做簡單的推拉動作,不能用於壓合或持壓等應用,相對於工業場合來說更常出現並使用在日常生活中。
兩者不同之處可以大略分為兩個部分——產品型態以及產品性能
舉例來說,電動推桿當遇到推力、速度及安裝空間無法同時達成需求的情況時,由於產品內建的馬達及傳動減速比為限制固定住的設計,只能從其他有限的產品範圍中選取近似堪用的型號,或者捨棄原設計對技術需求源頭進行修改。
電動推桿產品型態的優勢在於,對於性能規格需求較為寬鬆的場合,可以方便取得一組功能齊全,僅需確認安裝合理性即可使用的線性電驅產品。但對於大部分極講求效能和效率的工業使用場合來說,電動推桿不管在性能上或規格靈活性上都略顯不足。
電動缸在另一方面,由於其模組化的產品特性有著極高的靈活性及支援性。一台電動缸可略分為三個模組化可替換的部分,缸體、傳動介面以及動力源(即馬達),這三者都可依據使用者的需求獨立進行替換,而且有著大量可選用的標準規格型號。
以前面遇到的問題為例,電動缸可單純選用不同螺桿導程的缸體或者修改減速比、亦或是替換不同馬達型號,即可輕鬆達成需求。更細一點的來說,由於工業場合通常會希望統一控制器及驅動器的品牌方便進行控制及提升性能,電動缸也可因應需求靈活搭配不同廠牌的伺服馬達。
電動缸和電動推桿雖然有著相同原理的傳動方式,但由於兩者最初設計的使用目標不同,在性能及控制方式上面也有著很大的差異,大致上可略分為以下四點——
總結來說,電動推桿及電動缸由於設計的使用場景不同,在產品型態及產品性能上有著很大的差異。電動推桿應用範圍較偏向一般日常生活,產品規格多為固定的組合,對性能方面要求較寬鬆。電動缸為了滿足工業應用多變的環境,產品設計偏向將零部件模組化,可針對使用者需求靈活進行搭配,並且在性能上能夠達到極高的負載、速度以及精度。
常見名稱及簡介
電動缸
電動缸也被稱為電缸、伺服電動缸、伺服電缸或伺服缸,常見的英文名稱有Electric Cylinder、Servo Cylinder、Rod-Type Electric Actuator。電動缸是一種裝有伺服馬達,並受其所驅動的線性致動器。市面上電動缸名稱內因其最常搭配使用伺服馬達的緣故,常帶有著「伺服」二字,但有時也會因應實際技術需求,搭配步進馬達、DC調速馬達,甚至小型AC馬達進行使用,在可選用搭配的馬達種類上並沒有特別限制。
電動缸之所以最常搭配伺服馬達使用的原因,是因其專為伺服馬達設計的精密內部結構,可以完整發揮伺服馬達精密的控制特性而不會使其受減損。主要應用於需要精密控制位置、速度及推拉力的各式工業場景,搭配伺服馬達的電動缸也非常適合需要長時間出力進行壓合的應用。
電動推桿
電動推桿又名為電動推桿缸或電動伸縮桿,常見的英文名稱有Electric Push Rod、Electric Linear Actuator 等。電動推桿是一種將缸體、螺桿、齒輪或蝸桿傳動箱、AC或DC馬達及控制器組合為一體的獨立產品。電動推桿推力較小、速度較慢、定位精度也比較差,僅適合做簡單的推拉動作,不能用於壓合或持壓等應用,相對於工業場合來說更常出現並使用在日常生活中。
電動缸及電動推桿有什麼不同?
兩者不同之處可以大略分為兩個部分——產品型態以及產品性能
產品型態
電動缸和電動推桿做為相似的直線電驅產品,在產品型態上有著很大的不同。電動推桿如同前面所說,是一款將多種零組件結合而且通常不可獨立拆分的產品,本身的所有零組件都是專為單一型號設計,幾乎沒有通用性或替換性,在產品選用上有著諸多限制。舉例來說,電動推桿當遇到推力、速度及安裝空間無法同時達成需求的情況時,由於產品內建的馬達及傳動減速比為限制固定住的設計,只能從其他有限的產品範圍中選取近似堪用的型號,或者捨棄原設計對技術需求源頭進行修改。
電動推桿產品型態的優勢在於,對於性能規格需求較為寬鬆的場合,可以方便取得一組功能齊全,僅需確認安裝合理性即可使用的線性電驅產品。但對於大部分極講求效能和效率的工業使用場合來說,電動推桿不管在性能上或規格靈活性上都略顯不足。
電動缸在另一方面,由於其模組化的產品特性有著極高的靈活性及支援性。一台電動缸可略分為三個模組化可替換的部分,缸體、傳動介面以及動力源(即馬達),這三者都可依據使用者的需求獨立進行替換,而且有著大量可選用的標準規格型號。
以前面遇到的問題為例,電動缸可單純選用不同螺桿導程的缸體或者修改減速比、亦或是替換不同馬達型號,即可輕鬆達成需求。更細一點的來說,由於工業場合通常會希望統一控制器及驅動器的品牌方便進行控制及提升性能,電動缸也可因應需求靈活搭配不同廠牌的伺服馬達。
產品性能
電動缸和電動推桿雖然有著相同原理的傳動方式,但由於兩者最初設計的使用目標不同,在性能及控制方式上面也有著很大的差異,大致上可略分為以下四點——
- 最大推力及最高速度
電動推桿一般能達到的最大推力及最高速度較電動缸小上不少,以市面上常見的型號來說,電動推桿能達到的最大推力普遍遠小於1噸出力,電動缸相對而言最高可以達到超過50噸的出力。在直線速度方面來說,電動推桿的速度普遍小於100mm/s,而電動缸最高速度可輕鬆達到500mm/s甚至1000mm/s以上。 - 定位精密度
電動推桿一般來說僅能執行簡單推拉以及兩點定位動作,部分帶有位置回饋的型號依使用速度及回饋元件的不同,定位精度範圍可寬從±2mm到±0.2mm。電動缸不論使用速度及負載,大多數型號重複定位精度都可達到±0.01~0.02mm,並且由於伺服馬達的特性,可以輕鬆達成多點位精密定位的功能。 - 傳動效率
電動缸的機械結構有著較高的傳動效率,這代表電動缸有著較長的使用壽命、用電效率較高、產生的噪音較小、工作節拍快時較不易過熱等優點。 - 控制方式
電動推桿多數會搭配使用專用的控制器,而電動缸則較常使用PLC等上位控制器來控制伺服驅動器。電動推桿專用的控制器通常只帶有簡單推拉移動的功能,推桿的直線速度及推力不可控制;電動缸另一方面,除了可做準確及複雜的定位控制以外,推力以及速度都可在馬達能力範圍內無限制的調高或調低。由於工業應用對於性能及效率較為講究的原因,可靈活的調整移動速度、設定推力大小、並同時具有高精度回饋是一項非常重要的功能。
總結來說,電動推桿及電動缸由於設計的使用場景不同,在產品型態及產品性能上有著很大的差異。電動推桿應用範圍較偏向一般日常生活,產品規格多為固定的組合,對性能方面要求較寬鬆。電動缸為了滿足工業應用多變的環境,產品設計偏向將零部件模組化,可針對使用者需求靈活進行搭配,並且在性能上能夠達到極高的負載、速度以及精度。