Cilindro elétrico servo vs. cilindro hidráulico vs. cilindro pneumático - comparação de desempenho

1. Componentes

Atuadores

Do ponto de vista dos componentes do atuador, os sistemas pneumáticos dependem principalmente de válvulas solenóides, filtros, reguladores de pressão e outros elementos que trabalham em conjunto com os cilindros. Sua fonte de energia é um compressor de ar e o custo por eixo é relativamente baixo. Por outro lado, cada eixo em um sistema de cilindro elétrico requer uma unidade de servo como unidade de saída de energia. Nesse sentido, o custo de hardware dos cilindros de servo elétrico e sistemas de acionamento é claramente mais alto.

Dispositivos de controle

Em termos de componentes de controle, os sistemas de servo de cilindros pneumáticos e elétricos requerem PLCs ou outros controladores. Os sistemas pneumáticos usam relés para controlar as válvulas solenóides, e são necessários sensores adicionais para o controle de movimento complexo. Os sistemas de cilindros elétricos, no entanto, podem obter várias funções de movimento diretamente através de unidades servo sem exigir componentes de controle extras.

2. Design do sistema

Hardware

Os sistemas pneumáticos envolvem mais componentes, tornando o sistema mais complexo, o que resulta em maior tempo e custos de design de hardware. Os sistemas de cilindros elétricos, por outro lado, têm uma estrutura muito mais simples - consistindo apenas do cilindro, acionamento e controlador - facilitando a integração de hardware.

Software

Do ponto de vista do aplicativo, é difícil distinguir uma lacuna clara entre os dois, pois isso depende fortemente do caso de uso específico.

3. Montagem do sistema

Conjunto mecânico

Os sistemas pneumáticos requerem mais esforço de instalação devido ao maior número de componentes envolvidos. Além de instalar cilindros, os trabalhadores também devem montar válvulas solenóides, filtros, reguladores de pressão e, às vezes, sensores. Com os cilindros elétricos, apenas o próprio cilindro precisa ser instalado (os acessórios da haste são os mesmos dos cilindros tradicionais) e as conexões de energia/feedback são feitas através de cabos plug-and-play na unidade.

Fiação

Os sistemas pneumáticos requerem fiação para válvulas solenóides, coletores de válvulas e linhas de suprimento de ar. Se for necessário feedback da posição, será necessária uma fiação adicional do sensor. Os sistemas de cilindros elétricos requerem apenas cabos de energia e feedback.

Gabinete de controle

Além disso, o custo de integração do gabinete para sistemas pneumáticos é um pouco maior devido à variedade de componentes, enquanto os armários de cilindros elétricos precisam apenas de acionamentos de servo padrão.

4. Produção e operação

A diferença mais significativa na produção e operação está nos custos de consumo de energia . Como mencionado anteriormente, os cilindros pneumáticos dependem do ar comprimido como meio intermediário, e o vazamento de ar durante a operação reduz a eficiência energética. Os cilindros elétricos, no entanto, convertem diretamente a energia elétrica em movimento mecânico, resultando em maior eficiência energética.

Os cálculos de custo de energia podem ser referenciados da seguinte forma:

• Custo da energia do cilindro pneumático = consumo de ar comprimido por ciclo × número de ciclos × custo por unidade de ar comprimido

• Custo da energia do cilindro elétrico = consumo de energia por ciclo × número de ciclos × custo de eletricidade por unidade