银光智能电缸/控制器技术问答系列之第2篇：银光Smart-Z3系列智能电缸/单轴机器人性能全解析
智能电缸也叫单轴机器人，是预置了电缸参数和程序，具有智能化驱动和控制功能的直线运动单元。需要指出的是，我们所说的智能电缸是可以实现单轴移动或转动的电动执行机构或驱动轴的总称，在本系列中，智能电缸和单轴机器人是等价的。
[注：由于不同行业的叫法不同，很多朋友认为的电缸只有长得像气缸那样可以伸进伸出的电动推力缸，这种叫做电推缸更为合适。]
接下来，本文以银光Smart-Z3系列为例，从硬件结构、伺服特性和控制特性等方面来更为深入的了解一体式智能电缸。
特征1：集成化结构设计，机构、伺服电机、驱动模块和控制模块四合为一。节省空间、节省安装时间、降低用户机械安装不规范的风险。
在一项对客户使用问题的调查中，银光对5年内客户使用问题频次进行排序，排在首位的是联轴器和同步轮的安装不规范所致。用户自己在安装联轴器和同步带、同步轮时，往往由于缺少标准和检测工具，大部分的用户仅依靠装配人员的经验安装电机，造成直线度、同步带的松紧度、同步轮的平齐型没有达到安装的要求。
和常规的直线模组需要配备伺服电机和伺服驱动器不同，控制一体式智能电缸在电缸内部集成了伺服电机、编码器、驱动模块和控制模块，内部结构更为紧凑兼容，浑然一体。
产品在出厂前，经过规范的作业标准对电机进行安装和调试，极大降低安装风险。
特征2：无需安装外置伺服驱动器。节省电控柜空间，简化走线，节省用户安装时间。
伺服驱动模块内置到电缸内部，最显著的好处是：电控柜的空间直接砍掉了，连接伺服电机的编码器和动力线无需再连接到伺服驱动器上。给电缸提供电源和控制线缆就可以控制电缸了。控制柜空间可以减少70%。
特征3：无需传感器，内置回零程序。
当使用通用伺服电机时，由于驱动器无法自己回零，需要用户自行编写回零程序，需要借助外部的传感器才能回零。一体式电缸内置了回零算法，并采用碰撞式回零机制，可以在没有外置传感器的情况下实现回零，并自带行程起点和行程终点设定。
无需安装传感器，让电缸的结构变得更为简洁，无需安装3组光电开关和线缆，同时也无需占用PLC的输入输出口。这种方式在小型电缸中优势更为明显。以欧姆龙EE-SX674为例，传感器宽度达14mm，采用外挂的方式，本体宽度需要增加14mm以上。
特征4：快速插拔式线缆，即插即用。
传统伺服电机需要用户自行购买和制作线缆，从驱动器到PLC的控制通讯线缆焊线复杂，耗费焊线和接线的时间。
一体式电缸均采用专用的航空插头，可以快速插拔，无需用户自行焊线。节约调试和安装时间。
特征5：简化伺服设定和调整步骤，电缸参数免调试
为电缸应用场景而专门设计的电缸控制器将常规伺服调试步骤四合为一。预置了适合电缸性能的伺服参数和加减速设定，无需繁琐设定，调试和控制方面的经验也能快速上手。
特征6：电缸自动读取AVD参数，无需进行复杂伺服设置。
用户在调试直线模组和伺服电机时，对负载、速度、加减速的设定往往由于型号各异而需要分别设置，容易出现过载、过速、超限等问题。加之以伺服刚性、惯量的设置又因安装结构而异，让伺服调试并不是一件轻松的事情。
普通伺服需要电控人员按模组的参数逐一进行设定。而电缸可以根据电缸的型号自动加载电缸型号和电缸AVD参数（加速度、速度、减速度），无需像通用伺服那样，需要根据不同的模组结构设置导程、脉冲当量、行程限位、加减速、惯量和刚性等伺服参数。
特征7：PIO定位跟踪模式，指定点位编号即可动作。
预先设置好位置点表的坐标值，速度和加减速等参数，通过IO控制即可那设定的参数移动到指定编号对应的位置。
PLC/控制器使用并行IO输入输出功能即可对电缸进行控制。
特征8:支持PIO，脉冲，Modbus和EtheRCAT多种控制模式。
除PIO点位跟踪模式外，电缸还支持脉冲、Modbus RTU和EtherCAT总线模式。
可支持上位机软件VINKO Studio对电缸进行设定和试运行。
特征9：一键辨识，快速整定，自动调参。
Smart-Z3系列具有极低的位置跟随误差和极小的速度波动，具有高速响应和快速到位整定。到位整定时间低至0.05ms。
高动态响应支持更高的过载搭配系数。通过一键智能辨识，实现快速参数自动调整，快速到达最佳的自动整定效果和运动特性。
特征10：自动核验工况参数和寿命预测，避免过载过速使用。
VINKO Studio软件具有使用参数核验功能。输入安装样式，工作负载，力臂参数，加减速等工作参数，系统可以自动校核力矩并计算预测寿命L-pre。
特征11：内置二列/四列循环导轨，刚性、寿命倍增。
重负载规格（本体100mm以上）采用四列圆弧式导轨结构，受力更均匀，大幅提升刚性能力，降低钢球载荷，从而延长导轨使用寿命。
特征12：VINKO Studio电缸软件，支持拖动示教和快速设定，5分钟完成设定。
VINKO Studio软件通过Mini USB接口与电缸进行485通讯连接，即插即用，无需安装程序。
连线后，自动读取电缸信息和参数。可通过软件进行参数校验、输入输出IO引脚定义，电缸校零，软限位设置，预兆保养设置[注1]等基础功能。
可视化调试界面可拖动示教、JOG试运行、单点运动、往复运动、PIO点位定义、多段运行等动作。
用户向导模块可协助用户快速完成一键智能辨识功能，一次性自动完成电气辨识、方向辨识、霍尔辨识、极对数辨识、Z相辨识、电角度辨识和机械辨识功能，耗时1~2分钟。
丰富的产品系列
系统构成图
总结
银光Smart Z3智能电缸，是一款功能强大的新一代智能化电驱动执行机构，不仅从结构上对传统直线模组进行了重构，更为重要的是：从机构、控制模式、软件等方面，让产品的稳定性、便捷性、安全性上升了一个新的台阶。
Smart-Z3是一款 “超能打” 的智能电缸产品，银光VINKO是中国能提供系列化软硬件一体化智能电缸/机械手的开创品牌。是替代高端国外进口品牌的不二选择！
感谢您持续关注银光智能电缸/机械手技术问答系列！
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