伺服氣缸（英文：Servo Cylinder）是一種利用滾珠絲杠將電機的旋轉運動轉換為直線運動的電動氣缸。

可以設定時間、位置和負載的數值，實現液壓缸無法實現的精確運動。這提供了多種好處，包括降低缺陷率、提高產量和簡化檢查流程。根據不同的應用選擇伺服控制器非常重要。

近年來，為了改善制造現場，引進了將伺服電機和伺服缸組合起來的混合生產設備。

伺服缸的應用

伺服氣缸主要用于各種工業機械。一個具體的用例是用于壓裝齒輪和滑輪的壓裝機構。它們經常與各種機械零件結合使用。

由于使用響應性優異的電機，因此可以進行液壓缸或氣壓缸無法實現的高精度定位。另一方面，需要構建使用伺服控制器的控制系統，這往往會增加設備設計時考慮的工時數。

伺服氣缸原理

通過伺服控制器對伺服缸設置時間、位置、負載等信息，可以按照所需的方式控制伺服缸。

控制方法大致分為兩類：負載控制方法和位置控制方法。作為一個例子，我們將解釋一種常用的負載控制方法的設計流程。

負載停止

以 30mm/sec 的速度移動，直到負載達到 15kN。

在當前位置停止（時間）

當負載達到 30kN 時停止 5.0 秒。

位置移動

以 100 毫米/秒的速度移動到原點位置。

伺服缸結構

伺服缸通過電機使滾珠絲杠旋轉來實現直線運動，主要由滾珠絲杠、直線導軌和伺服電機組成。伺服缸有小型、中型、大型等多種類型，但基本結構是相同的。

1. 滾珠絲杠

滾珠絲杠將伺服電機的旋轉運動轉換為直線運動。其特點是動力傳輸精度高、定位精度高。滾珠絲杠例如通過正時滑輪和正時皮帶連接至伺服電機。有的通過聯軸器直接與伺服電機的轉軸連接。

2. 直線導軌

直線導軌支持滾珠絲杠的直線運動。滾珠絲杠對操作方向以外的方向沒有很高的阻力。因此，直線導軌起到輔助作用，不干擾滾珠絲杠的直線運動。

3、伺服電機

伺服電機配備編碼器。可以通過使用編碼器控制旋轉來控制電機的旋轉量。另外，可以自由控制使用滾珠絲杠的直線移動距離。

伺服缸的類型

伺服氣缸主要有兩種類型：桿式和滑塊式。

1. 桿式

是桿伸縮的類型。適合沖壓作業等，但需要較大的安裝空間。為了承受徑向載荷，需要使用直線導軌或選擇帶導軌的直線導軌。

如果是桿型，只要選擇能夠產生超過所需推力的推力就沒有問題。

2. 滑塊式

這種類型使用沿著線性導軌的導軌直線移動的滑塊。移動物體可以直接連接到滑塊上。

如果是滑塊類型，請選擇其工作條件在直線導軌允許范圍內的類型。具體而言，首先根據滑塊上安裝的移動物體的重心和重量計算施加到滑塊上的力矩，并選擇不超過容許力矩載荷的型號。

然后檢查運行速度下的有效負載能力，并確保移動物體的重量不超過有效負載能力。請注意，垂直安裝和水平安裝之間的有效負載能力可能會有很大差異，因此請小心。