電動缸的工作原理是用電作為直接動力源，用各種電機（如交流伺服電機、步進伺服電機、直流伺服電機）驅動不同形式的螺桿（或螺母）旋轉。并通過構件之間的螺旋運動變成螺母（或絲桿）的直線運動，然后由螺母（或絲桿）帶動氣缸或負載做往復直線運動。傳統(tǒng)的電動缸一般采用電動機驅動螺桿旋轉，通過構件間的螺旋運動將其轉化為螺母的直線運動。近年來，出現(xiàn)的“螺母反向過渡”電動缸（如整體式行星滾子螺桿電動缸）采用的是相反的驅動方式，即通過螺帽之間的螺旋運動帶動螺帽旋轉，并將其轉化為線棒的直線運動。組件。
1。運動轉換機構
電動缸主要采用螺桿傳動機構將旋轉運動轉化為直線運動。絲杠傳動主要包括螺母絲杠傳動、滾珠絲杠傳動和行星滾子絲杠傳動。普通螺桿機構由于摩擦阻力大、傳動效率低等缺點逐漸被淘汰。目前，滾珠絲杠傳動和行星滾子絲杠傳動普遍采用。
滾珠絲杠副是電動缸中最常用的傳動部件之一。其主要功能是將旋轉運動轉化為直線運動，或將轉矩轉化為軸向重復力，具有精度高、可逆性好、效率高等特點。特征。由于滾珠絲杠的螺桿軸和螺桿螺母之間有許多滾珠滾動，因此使用滾珠絲杠的電動缸可以獲得更高的運動效率。
2。減速機構
電動缸減速機構可選用同步帶、行星齒輪減速器和諧波齒輪減速器。
同步帶傳動由內周長面等間距齒圈和相應重合輪組成。它結合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶傳動主要用于再入電動缸。同步帶傳動具有傳動精度高、傳動比恒定、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。有些電動缸在減速裝置的選擇上采用行星齒輪減速機構。行星齒輪傳動是一種齒輪傳動，其中一個或多個行星輪的軸圍繞中心輪的固定軸旋轉。行星齒輪傳動具有體積小、質量輕、承載能力高等優(yōu)點。諧波齒輪減速器也是常用的電動缸減速裝置之一。所謂諧波傳動是通過中間柔性構件的彈性變形來實現(xiàn)和東里傳動的一種裝置。諧波齒輪傳動具有結構簡單、體積小、承載能力大、傳動比大、運動精度高、齒面磨損小而均勻等優(yōu)點。
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伺服電動缸的核心部件是伺服電機。電動缸系統(tǒng)采用伺服電機的閉環(huán)控制特性。伺服電機驅動本身也有各種控制模式，如位移、速度和扭矩。然而，為了控制策略的自由度和多樣性，以實現(xiàn)位移、速度和加速度曲線質量的優(yōu)化，采用PC機、運動控制器或PLC、執(zhí)行器和輔助裝置，建立了開放式控制系統(tǒng)。采用閉環(huán)控制進一步提高了控制品質。該技術與計算機控制技術相結合，可實現(xiàn)伺服油缸推桿位移、速度、推力、加速度的高精度動態(tài)閉環(huán)控制，為伺服油缸控制提供了技術依據。運用現(xiàn)代運動控制技術、數(shù)控技術和網絡技術，實現(xiàn)程序化、網絡化、智能化控制。
電動缸主要由伺服電機、電動缸體、傳動裝置和位置反饋裝置組成。其主要功能是利用PC機或HMI輸入控制命令信號到運動控制卡或運動控制器，然后通過設置運動指令、插值算法、路徑規(guī)劃等向伺服驅動器發(fā)送指令。伺服驅動器根據指令驅動伺服電機。通過減速器、變速齒輪傳動或同步帶機構帶動滾珠絲杠副旋轉；線桿螺母的徑向極限由線桿的旋轉力帶動，與推桿作往復直線運動。在線棒端部安裝多圈絕對值編碼器作為位置反饋裝置，也可使用伺服電機。編碼器作為位置反饋和推桿位置的實時反饋。實時讀取氣缸上的編碼器反饋值，得到氣缸的實際位置，上傳到PC機或HMI進行顯示監(jiān)控。具有手動功能、應急設備、鎖定功能、限位、報警功能。
伺服控制主要解決位置控制問題，要求系統(tǒng)具有精確跟蹤位置指令的能力。對于伺服系統(tǒng)，位置指令是一個隨機變量。該系統(tǒng)必須具有良好的跟蹤性能，才能準確跟蹤給定位置的變化，確保電動缸推桿準確跟蹤給定指令。
因此，利用伺服電機的反饋信號，在驅動器外部和運動控制器之間建立數(shù)字閉環(huán)。控制器采用pid算法和超前補償方法，實現(xiàn)了pid參數(shù)的快速調整，進一步提高了伺服跟蹤精度。在復雜指令下，伺服電缸推桿的相位延遲和振幅誤差明顯改善，對提前設定伺服運行軌跡具有參考價值。
