概述 - 了解電動直線推桿的實際情況

概述

如果一個簡單的推桿即可完成，別花錢買一台機器人。機器人已經成為工業自動化的「首選」工具，但往往要價過高。針對許多自動化任務，一或兩個直線推桿是更明智的選擇。

直線推桿的外觀、尺寸及功能各不相同，但不用是專家都知道如何使用及使用的時機。瞭解其優勢及限制，即可完成創新且經濟實惠的自動化解決方案。

單運動軸

現代機器人大多有五個或六個運動軸，每個運動軸以一個關節點為中心旋轉。意即這些機器人本質上是以弧線移動，但通常使用者只需要一個直線移動的裝置。但這對機器人來說是困難的：機器人必須協調多個旋轉運動以產生線性移動。

電動直線推桿為單一方向的運作，通常只需要一個馬達，且大部份情況都適用。增加兩個推桿並使其同步運動可沿複雜的3-D路徑動作，所有的成本都比機器人低。

從任務開始

考慮以下問題：

• 需要幾個軸？在輸送機上轉移箱子需要一個軸。將一個包裝箱抬升到輸送機上、平移並降下放入紙箱中需要兩個軸。通常複雜的運動可縮減至兩個或三個軸，只需要調整相對高度、提供滑道或讓箱子旋轉以改變方向。
• 移動的距離？六英呎? 那麼使用者需要一台輸送機。六英吋，一個傳動器即可完成工作。這完全取決於行程長度。
• 速度需要多快？考慮速度以及是否需要加速與減速控制。劇烈運動可能使脆弱的部分破裂或導致其偏離位置。
• 待移動的重量？與一包小蘇打相比，需要更多的負載力在輪送帶上運送一加侖的機油。
• 重新配置性？便宜的傳動器可移動至行程末端或強制停止。其他則可透過參數設定速度和位置，使其更容易重新配置。

選擇電動直線推桿類型

建立以上參數後，即可選擇推桿。

推桿分為三大類：

1. 液壓 － 具有很大的負載力且行程長，但無法透過參數化控制。需要一個大容量的電源組及管道，且液體容易外漏。
2. 氣動 － 因為價格便宜而廣泛應用於自動化中，但需要安裝空氣管道且價格高昂。
3. 電動 － 尺寸緊湊、可參數化控制、線路配置單純、速度快、高負載、精密度高且可控制加速及減速。
   只有移動時才會消耗能量。

在自動化中，因其優異的安裝緊湊性，越來越多的液壓傳動器被電動推桿取代。

其他推桿類型包括：線性馬達、聲音線圈及壓電傳動器。

電動推桿應用實例

使用一個推桿即可輕鬆改變位置或方向，例如輸送機 - 分流器之情況。其他實例包括：開門以便分送產品，並抬起蓋板。藉由控制行程，一個推桿即可執行定位。針對不同的紙箱尺寸，移動貼標籤機的頭部就是其中一個例子。

可利用起重架完成許多機器人類型的任務。三個軸即可使起重架覆蓋一個大體積。此類結構非常適用於機器裝載及卸載、包裝，甚可縮小至3D列印。

許多其他推桿應用包括：使網板印刷的「刮刀」通過網板、將雷射高度傳感器在箱子上移動以量測高度，或將金屬板送入壓製機或成型機。

比機器人便宜

推桿讓機構可以動作，使其成為不可或缺的自動化工具。推桿有種外觀形狀、尺寸及功能。部分為氣動或液壓驅動，但電力可提供最大的靈活性且具有可參數化的優勢。針對複雜的機構運動，可考慮使電動推桿同步，以較低的成本取得與機器人一般的效益。