物料搬运自动化的范围
电动线性执行器越来越多地为物料搬运自动化提供复杂、*进的功能。无论是输送和运输的外围内部物流，还是对进料和填充等生产过程的支持，物料搬运对工业运营都越来越重要。（图 1）
例如，在装配操作中，线性执行器可以供给材料，操纵它们以优化对工作表面的访问或将物体从*个传送带转移到另*个传送带。再举*个例子，在食品包装操作中，设置可能占用多达*半的工作周期。线性执行器可以通过自动展开纸板或切割薄膜来减少该时间。
电动执行器还可以扩大可控工作半径，将材料运送至加工区或运离加工区。它们可能支持叉车、自动导引车 (AGV)、伸缩升降装置或高架输送机上的运动。
影响工业运动的因素
自动化物料处理运动序列需要仔细考虑以下因素：
物理特性。物料搬运自动化开发人员必须考虑沿工厂或输送系统移动的包裹的形状、重量、尺寸、位置和方向稳定性。他们还必须考虑包装材料如何影响其滚动性、滑动性、堆叠性、表面敏感性和刚度。
环境参数。物料搬运设备设计人员必须考虑房间布局、机器尺寸限制和可用自由度等参数。
运动参数。与大多数运动控制应用*样，物料搬运应用考虑有效载荷的重量和惯性，这些重量和惯性由循环时间内的速度和加速度以及所需的精度决定。
物料搬运应用可能还需要特别注意运动学因素，例如漂移、过冲、稳定时间和互换性，尤其要注意驱动器、动力传输系统、位置测量系统和轴承。摩擦可能导致轴承间隙、位置测量系统分辨率差、结构静态变形。动态灵活性可能导致神经衰弱，从而导致错误和故障。设备设计师必须在维护、安全和耐用性的背景下解决所有这些因素。
物料搬运电气化资质
电动线性执行器已在物料搬运操作中使用多年，在此期间，它不断取得进步，并对其进行了优化，以支持新的工业操作。这些进步包括：
重载处理 - 电动执行器现在可以处理高达 25 kN 的重载，而此前这些重载只能由液压缸或气动缸来完成。这些改进在很大程度上归功于组件材料的改进和滚珠丝杠技术的进步，例如采用滚珠轴承。
行程长度延长 - 电动线性执行器现在也能够实现更长的行程，从而解决液压和气动以前占主导地位的应用。电动线性执行器以前仅限于 300 或 400 毫米，而现在跨度可达 1.2 米。
紧凑性- 执行器通常设计用于狭小空间。例如，在包装线上，进料和切割系统可能会与其他单元争夺空间。在 AGV 或叉车上，空间总是非常宝贵，而执行器尺寸也会影响能源使用。外壳大小与护照相当的执行器现在可以承受高达 2000 N（450 磅）的负载。它们可以放入狭小空间，而上*代执行器要么太大，要么太弱。
这种紧凑性和简单性是液压和气动的*个主要区别，液压和气动需要庞大的设备基础设施，例如泵、软管、阀门、储液器和压缩机。电动执行器只需插入电源并连接到网络即可。PLC 的集成可以更**、无缝地控制电动执行器，从而减少停机时间、提高生产率并节省成本。
智能- 电动线性执行器现在配备模块化板载控件，可实现简单的开/关切换、低电平切换、位置反馈和 CAN 总线网络集成。它们可以实时监控和控制、诊断、读取位置和操作统计数据，并可即时进行微调。（图 2）
随着工厂数字化程度越来越高，设计师将把物料搬运功能集成到越来越复杂的操作中。负载将更加智能地移动，实现编程运动序列、系统远程操作系统和多个执行器之间的同步。
使用寿命长- 物料搬运应用通常在“设置即忘”的应用中全天候运行。生产线应用（例如将物品从*条传送带转移到另*条传送带的臂）具有高工作周期并且容易磨损。AGV、叉车和其他移动设备可能部署在这些应用中，并且通常使用电池供电。（图 3）在户外或危险环境中使用且容易受到湿气和灰尘侵入的设备也需要较长的使用寿命。
使用无刷电机的线性执行器的工作周期可达 100%，免维护使用寿命可达 600 公里（375 英里）。与几乎需要持续维护的液压和气动技术相比，这种长使用寿命是*大优势。
此外，润滑技术已发展到某些执行器在工厂内终身润滑的程度。并且遵守 IP65、IP66 和 IP69K 的 IP 标准可防止颗粒、湿气和其他可能缩短使用寿命的物质侵入。
安全性和人体工程学 - 物料搬运设备不断将人类置于危险之中。例如，断电的机器可能会以比人类躲避速度更快的速度掉落负载。重复移动或工件定位不当可能会带来人体工程学挑战。
电动线性执行器通过机电和静态保持制动器来协助解决这些情况，这些制动器可在应用断电时将负载固定在原位。它们还可以通过将工作台升高、降低或倾斜到舒适、更符合人体工程学的角度来使工作更安全。
自动拾取有助于避免较长的进料路线，并尽可能地将操作人员从机器的工作循环中解放出来，从而将人体工程学和安全放在*位。（图 4）此外，更换液压缸可消除因泄漏的液体而滑倒的风险以及固体液体泄漏造成的产品污染。
通过定制获得竞争优势- 虽然可用技术的范围不断扩大，但应用多样性也推动了对定制解决方案的需求。设计师越来越需要满足独特需求的组件和系统。通常，制造商可以通过对标准产品进行微小修改来满足这些需求，但有时他们可能必须从头开始设计。产品范围*广泛的执行器供应商*有可能采用标准生产线或拥有从头开始设计产品的专业知识。他们的灵活性和增强标准产品的意愿也是*个因素。
定制能力是大多数新型电动设备设计的另*个重要优势。这种设备通常比前几代设备更加模块化，可以通过修改、添加或移除轴来进行更改。电动设计减少了对系统较大部件进行重新设计的需要，例如液压歧管/阀门重新设计、管道或软管路线。
回报是什么？
为了计算出*准确的投资回报率，并为 OEM 和*终用户在定制项目中进行正确的摊销，设计师必须在整个产品生命周期的背景下做出采购决策，包括生产成本、持续运营成本和潜在生产力。同样，决策还应考虑集成*新技术（如车载电子设备）的好处，这有助于提高 OEM 的竞争力，并为*终用户带来好处。
电动执行器是连接新兴数字**和物理**的关键技术。直到*近，这*鸿沟仍然难以跨越。但现在电动执行器更强大、更智能、更实惠，鸿沟不再那么可怕。电气化正在开启*个效率新时代，这将有助于实现更好的自动化、改进物料处理，并*终改善业务。