当我们想到执行器时,我们通常想到的是线性执行器——由螺杆、皮带或其他机械动力传输装置驱动,使负载在直线上移动的装置。但也存在一类执行器,提供旋转运动定位负载径向绕固定轴。这些旋转执行器可以由气动、液压或机电动力驱动,这里我们将重点介绍机电版本。
机电旋转执行器被设计成以角增量移动负载,具有很高的定位精度和可重复性。虽然所有旋转执行器可以提供高达360度的旋转,许多设计可以提供连续旋转通过360度的倍数。
旋转执行器有两种主要的设计原则:一种是包含一个机械传动系统——如皮带或齿轮——将运动从电机输出转移到转盘,另一种是电机直接耦合到转盘。在这两种情况下,一个绝对或增量旋转编码器通常集成到执行器组件,刹车通常提供作为标准选项。为了支持旋转负载,大多数设计使用一个旋转球轴承或径向(环式)交叉滚子轴承。
第一种类型-那些使用机械传动系统-最经常使用一个带,蜗轮,或小齿轮耦合到伺服或步进电机。在皮带驱动的情况下,齿轮传动(扭矩倍增和减速)可以通过附加的齿轮组件或使用不同的直径的电机和表滑轮实现。
直接驱动旋转执行器使用一种类型的旋转伺服电机,具有一个平面结构原理,称为力矩马达,或者一个盘式电动机。驱动器的桌面直接安装在电机上,这样就消除了联轴器、螺丝或皮带等会引起顺从和反弹的部件。这给直接驱动版本非常高的定位精度,重复性和刚度。
旋转执行器-特别是直接驱动的版本-经常作为旋转轴在多轴系统,如笛卡尔和龙门机器人。由于电动旋转执行器对速度和定位精度提供了严格的控制,在印刷、加工、装配和检查应用中,它们经常被选为气动和液压设计。
连续旋转与固定旋转
另一种排列的旋转执行器是扶轮索引表。一般来说,旋转执行器用于在任何角度移动负载,而旋转分度台被设计为将负载移动到预先设定的固定位置,在那里负载驻留一段时间,然后移动到下一个位置。例如,对于需要以90度间隔围绕其周长进行加工操作的零件,将使用一个索引表。
在线性世界中,在旋转运动的世界中,旋转之间经常有区别致动器和一个旋转阶段。旋转工作台通常用于在旋转过程中要求非常高的平直度的应用——换句话说,在旋转过程中不应该有(或很少)“倾斜”或“摆动”。这通常是通过使用对平面度有严格要求的高度加工底座和工作台结构,以及高精度径向轴承或交叉滚子轴承来实现的。然而,旋转执行器,旋转工作台,甚至转盘之间的区别并没有严格遵循,所以这两个术语互换使用并不罕见。