选型中心 电缸 / 电动直线执行器 工程实用
本页用于快速选型与对比。核心信息以各厂商公开资料为准;涉及具体数值时,请以最新目录/数据表核对。
目录
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1. 原理与构成
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2. 适用场景
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3. 与气/液压/滑台/直线电机对比
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4. 关键选型参数(速查)
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5. 主流品牌与系列对照
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6. 选型流程与BOM模板
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7. 与新技术的关联
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8. FAQ / 注意事项
1. 原理与构成
电缸由 电机(伺服/步进)、丝杠传动(滚珠丝杠或行星滚柱丝杠)、推杆/缸体、导向/密封、传感器 组成。电机的旋转通过丝杠变为推杆直线运动,并在驱动器和控制器(PLC/运动控制器)配合下实现 位置/速度/推力 闭环控制。
变体:直线电机式电缸取消丝杠,直接由直线电机产生推力,响应更快,结构更简,但对成本/环境/保持力有不同约束。
2. 适用场景
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多点定位/可编程推力:压装、夹紧、阀门开度定位、测力到位、工装切换。
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清洁/低维护:食品、锂电、电子装配、洁净室,避免油/气泄漏,易做能耗与过程追溯。
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中高速中行程:常见行程几十至上千毫米,速度/推力兼顾,如包装、分拣、升降、切换工位。
3. 与气/液压/滑台/直线电机对比
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对象
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典型特点
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电缸相对优势
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可能限制
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气缸
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成本低、结构简单、两位或多位
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多点定位与推力可编程、重复精度高、可追溯
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单价高于气缸,调试复杂度更高
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液压缸
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超高推力、抗冲击
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无泄漏、清洁、能效更好、维护周期长
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极限高力/强冲击仍以液压经济;电缸需选高力滚柱丝杠
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伺服滑台/丝杆模组
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平台搬运、滑块承载
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杆式直推、密封良好,适合压装/推压工艺
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侧向力承载弱于重载滑台
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直线电机
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速度/加速度极高、无丝杠磨损
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电缸成本与防护门槛更低、保持力友好
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动态性能不及直线电机;需润滑与丝杠寿命管理
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4. 关键选型参数(速查)
4.1 推力与导程
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工艺力 + 质量×加速度 + 摩擦(留安全系数)。
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导程越大→速度高、推力低;导程越小→推力高、速度低。
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重载/寿命优先:选 行星滚柱丝杠 或大规格滚珠丝杠。
4.2 行程/速度/循环
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校核丝杠临界转速与发热;长行程需防摆/导向。
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工作制(S1/S3)与占空比影响热平衡。
4.3 环境与防护
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粉尘/冷凝水/清洗液 → 选 IP65 与防护套、耐腐蚀版本。
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洁净/食品 → 食品级润滑、低挥发密封。
4.4 控制与通讯
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与产线协议匹配:EtherCAT / PROFINET / EtherNet/IP。
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需要力控时,驱动器支持扭矩/推力模式或外置力传感闭环。
5. 主流品牌与系列对照(以官方资料为准)
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品牌/系列
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传动形式
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推力范围(约)
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最大行程(约)
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重复精度(约)
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防护/环境
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特色与适用
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SMC|LEY
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滚珠丝杠
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轻中载(常见至数千N)
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~500 mm
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±0.02 mm 级
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IP 等级可选
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“用电替气”的多点定位与推力控制,易用度高
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Festo|ESBF/ELS
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滚珠丝杠
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至 ~17 kN(按机型)
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~1 m
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±0.02–0.05 mm
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多种密封/导向
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ISO 外形,便于替换气缸;规格齐全
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Parker|ETH
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滚珠丝杠(高载)
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至 ~114 kN
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~2 m
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±0.02 mm 级
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IP65 选件
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重载压装/液压替代的代表
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Bosch Rexroth|EMC / EMC‑HP
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滚珠丝杠 / 高力型
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至 ~250 kN(HP)
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~1.5 m
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±0.02 mm 级
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可选传感器包
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与力士乐伺服配套,提供状态监测方案
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Tolomatic|RSX
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行星滚柱丝杠
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至 ~294 kN
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~1 m
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±0.03 mm 级
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重载与防护加强
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液压级替代,支持100%负载工况
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IAI|RoboCylinder
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滚珠丝杠
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轻中载
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~1 m
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±0.02–0.05 mm
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多规格/控制器生态
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面向小型化与性价比,替代气缸
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LinMot(直线电机型)
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直线电机
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中载(高动态)
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—(磁行程)
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高重复性(μm 级)
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视机型
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超高动态轨迹与工艺曲线跟随
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注:以上为便于选型的“常见范围”概览;实际规格、精度、防护与选件以各品牌最新目录为准。
6. 选型流程与BOM模板
6.1 八步流程
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定义工艺:目标位移/速度/循环时间/允许冲击。
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推力预算:F=ma+工艺力+摩擦;加系数。
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导程选择:速度↔推力权衡,核丝杠转速与临界转速。
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行程与导向:长行程配导向/支撑;考虑防摆。
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防护:粉尘/冷凝/清洗液→IP 等级与防护套。
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电机与驱动:与总线协议匹配(EtherCAT/PN/EIP);是否需要力控。
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寿命与维护:润滑周期、轴承/丝杠寿命模型。
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验收:重复精度与推力曲线、噪声/温升、急停与安全互锁。
6.2 BOM 模板(示例)
方案 A|“用电替气”多点定位
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电缸:轻中载滚珠丝杠型(行程 300–500 mm,±0.02 mm 级)
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伺服驱动器:支持对应总线(如 EtherCAT)与力矩模式
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控制:PLC/运动控制器 + I/O + 急停/互锁
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附件:力传感器(可选)、防护套、限位/原点开关
方案 B|重载压装/液压替代
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电缸:行星滚柱丝杠或高载滚珠丝杠(100–300 kN 档)
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伺服驱动器:高功率段,支持推力/力矩模式
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控制:闭环力控(外置力传感器)+ 过程曲线记录
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附件:防护与散热、润滑套件、状态监测(振动/寿命)
7. 与新技术的关联
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电动化替代油气:高力电缸使压装/夹紧/成形工位更易实现能耗与碳核算。
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预测性维护:部分系列提供传感器/状态监测包,与边缘分析/云平台结合做寿命管理。
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统一网络与 vPLC:与OPC UA / MQTT、TSN、vPLC协同,形成“控制+数据”一体化。
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直线电机一体化:在超高动态工艺中,以直线电机型电缸 + 高性能伺服形成新路线。
8. FAQ / 注意事项
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重载替代液压的边界? 电缸可达数百 kN,但冲击/超低速刚性与经济性需逐案核算。
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如何做力控? 选支持扭矩/推力模式的驱动器,并配力传感器闭环;同时标定推力‑行程曲线。
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润滑与寿命? 丝杠/轴承寿命与润滑密切相关,建议按厂商周期或基于工况建模。
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精度口径? 重复精度与绝对精度不同;文中数值为常见等级,最终以官方目录为准。
声明:本页为选型参考,具体型号/参数请以各品牌官方技术资料为准;如需我把各品牌的“官方链接/目录下载”加到页面底部,请把你要挂的链接发我。