Moduły obrotowe i wahliwe nowej generacji

Niezależnie od tego, czy w grę wchodzą duże obciążenia, czy krótkie cykle – od modułów obrotowych i wahliwych stale wymaga się zapewnienia lepszej wydajności przenoszenia i montażu.

W ostatnich latach firma SCHUNK, będąca liderem kompetencji w dziedzinie systemów chwytakowych i technologii mocowań, systematycznie rozbudowywała swój modułowy program elementów obrotowych, opracowując wyjątkowo dynamiczne, inteligentne i adaptowalne komponenty.

Obok dominujących do niedawna sieci pneumatycznych, które zasilają obecnie ok. 70% siłowników, oraz sieci >400V, które wykorzystują siłowniki elektryczne i stanowią około 30%, technologia zasilania 24 V jest gotowa, by stać się jednym z trzech głównych filarów automatyki montażowej. Coraz delikatniejsze komponenty, efektywność kosztowa oraz rosnące wymagania w zakresie energooszczędności i poziomu hałasu implikują zastosowanie inteligentnych technologii. Rośnie także zapotrzebowanie na możliwie jak najbardziej niezawodne i bezobsługowe systemy automatyzacji. Odpowiedzią firmy SCHUNK w zakresie modułów obrotowych i wahliwych są nowoczesne moduły mechatroniczne.

Moduł obrotowy z technologią zasilania 24 V

Godnym szczególnej uwagi produktem jest mechatroniczny moduł obrotowy SCHUNK ERP. Zamiast ciągłej regulacji przepustnic i wymiany amortyzatorów w pneumatycznych modułach obrotowych, czy też wczytywania nowych sekwencji, jak w dotychczasowych modułach elektrycznych, użytkownicy mogą się teraz zdecydować na o wiele prostszą i w dłuższej perspektywie tańszą alternatywę elektryczną. Największym wyzwaniem związanym z pneumatycznymi modułami wahliwymi jest zapotrzebowanie na cierpliwych, doświadczonych i dokładnych techników rozruchowych, problematyczne jest także zużycie amortyzatorów. Prawidłowo wyregulowany pneumatyczny moduł wahliwy wyróżnia się pracą wolną od uderzeń mechanicznych i drgań, podczas gdy moduł przeciążony może powodować zderzenia i znaczne wibracje w całym układzie. W rezultacie powoduje to przedwczesne zużycie amortyzatorów, nieplanowane przestoje układu, a w skrajnych przypadkach narażenie na ciągłe drgania innych podzespołów układu, takich jak wrażliwe systemy kamer. 

Dokładnie na tym polu sprawdza się koncepcja mechatronicznego modułu obrotowego SCHUNK ERP: w przeciwieństwie do pneumatycznych modułów obrotowych, moduł w technologii 24 V nie wymaga amortyzatorów. Eliminuje to męczącą konieczność regulacji amortyzatora, a zarazem główne źródło usterek przy skręcaniu. Z kolei inteligentna technologia automatycznego uczenia się jest w pełni zautomatyzowana. Zapewnia profil ruchu zawsze dostosowany do wagi danej części. W celu uruchomienia komponent 24 V łączy się przez cyfrowe we/wy z układem sterowania, a w razie potrzeby położenie końcowe można precyzyjnie wyregulować mechanicznie (+/- 5°). Wszystkie pozostałe zadania wykonuje wbudowana technologia automatycznego uczenia się, a zakończenie programowania to kwestia trzech-pięciu skoków. Przebieg ruchu ma profil rampy- zależnie od kąta obrotu i momentu bezwładności moduł obrotowy z napędem bezpośrednim automatycznie przyspiesza i hamuje. Uderzenia, wibracje i niekontrolowane ruchy przy maksymalnej prędkości są wyeliminowane. Pozwala to obniżyć poziom hałasu oraz zużycie, a hydrauliczne amortyzatory stają się zbędne. Jednocześnie można osiągnąć najkrótsze czasy reakcji i ruchu. Jeśli w trakcie procesu zmienia się masa komponentu, moduł automatycznie dostosowuje charakter swojego ruchu bez konieczności jakiejkolwiek interwencji ze strony operatora. Prędkość można łatwo regulować za pomocą pokrętła na obudowie. Ponieważ sterowanie odbywa się poprzez cyfrowe we/wy, seria ERP firmy SCHUNK jest kompatybilna ze wszystkimi sterownikami i pozwala z łatwością zastąpić moduły pneumatyczne. Moduł obrotowy 24 V jest dostępny w pierwszej fazie w rozmiarze 25 do momentów bezwładności do 0,1 kgm2 oraz kąta skrętu 45°, 90° lub 180°. Dokładność powtórzeń wynosi +/- 0,01 mm.

Elastyczny moduł mechatroniczny

Firma SCHUNK dowiodła już potencjału mechatronicznych modułów obrotowych: uniwersalny moduł obrotowy SCHUNK ERS występujący w trzech wariantach średnicy: 135 mm, 170 mm i 210 mm, został specjalnie zaprojektowany do ruchu obrotowego przy średnim obciążeniu. Przy kompaktowej wysokości 66 mm w rozmiarze 170 znamionowy moment obrotowy modułu wynosi 5 Nm, a maksymalny nawet 17 Nm. Oznacza to, że moduł oferuje idealne parametry do realizacji elastycznych, a zarazem kompaktowych koncepcji systemów automatyzacji. Kompaktowy moduł można wykorzystać jako element obrotowy lub obrotowy stół indeksujący w zastosowaniach montażowych. Moduł obraca się w sposób nieograniczony z prędkością nawet 750 obr./min i może osiągać położenia pośrednie o dokładności powtórzeń 0,01°. W przeciwieństwie do modułów obrotowych z konwencjonalnym serwonapędem, moduły ERS nie mają żadnych dodatkowych konturów kolizyjnych. Nie występują tu również żadne niepożądane luzy ani tarcia. Ten wyjątkowo trwały moduł oferuje za to znakomite przyspieszenie, prędkość skrętu i dokładność. Na zamówienie dostępny jest pneumatyczny hamulec przytrzymujący. Zapewnia on niezawodne ustabilizowanie każdej pozycji. Duży otwór centralny może służyć jako przepust kablowy, otwór przelotowy do detali lub jako miejsce do osadzenia kamery. Ale to nie wszystko – na potrzeby przesyłania sprężonego powietrza lub sygnałów bez węży lub kabli, moduł jest także dostępny w wersji z przepustem pneumatyczno-elektrycznym. Dzięki wykorzystaniu pierścienia obrotowego lub kanału powietrznego zapewniającego do ośmiu sygnałów elektrycznych (24 V DC/2 A) oraz płynu pod ciśnieniem do 8 barów. Wersja z obrotowym modułem przepustowym osiąga prędkości nawet do 250 obr./min. 

Moduł mechatroniczny do szybkiego montażu

Miniaturowy moduł o nieograniczonym obrocie ERD firmy SCHUNK został zaprojektowany szczególnie z myślą o zastosowaniach montażowych w przemyśle elektronicznym, w towarach konsumpcyjnych i przemyśle farmaceutycznym. Stanowi część pakietu wyposażenia, który nie ma sobie równych na rynku – standardowy moduł jest wyposażony w dwa zintegrowane przepusty powietrza. Opcjonalnie dostępne są cztery przepusty elektryczne i jeden układ pomiaru położenia bezwzględnego. Moduł SCHUNK ERD, dostępny w 3 rozmiarach o znamionowych momentach obrotowych 0,4 Nm, 0,8 Nm lub 1,2 Nm można zastosować w szybkich układach montażowych, cechujących się wysokimi momentami obrotowymi i oszczędnością miejsca, a ponadto spełniających rygorystyczne wymogi dyrektywy maszynowej. Moduł obrotowy jest napędzany przez bezszczotkowy silnik synchroniczny ze wzbudzaniem stałym. Jego specjalna geometria zapewnia wysoki poziom właściwości dynamicznych i przyspieszenia, a dzięki zoptymalizowanemu przepustowi powietrza pneumatyczne siłowniki mogą zostać szybciej podłączone. Oba czynniki łącznie zapewniają krótki czas cyklu oraz wysoką wydajność. Dzięki zastosowaniu przetwornika wartości absolutnej, nie ma konieczności przeprowadzania czasochłonnych rozruchów odniesienia przy uruchamianiu lub po wyłączeniu awaryjnym. Dodatkową zaletą jest również dokładność powtórzeń określona na poziomie 0,01°. Moduł obrotowy SCHUNK ERP jest przełomowy, ponieważ po raz pierwszy udało się wprowadzić automatyczną regulację modułu za pomocą zintegrowanej inteligencji.

Inteligentne obracanie dla inteligentnych fabryk

Pełnia potencjału ruchów obrotowych wciąż pozostaje niewykorzystana. Warunkiem koniecznym inteligentnych procesów produkcji są wysoce zautomatyzowane i wzajemnie połączone systemy produkcyjne, które coraz częściej trafiają do zakładów produkcyjnych. Na rynku istnieje zapotrzebowanie na moduły wahliwe, które można wdrożyć szybko i intuicyjnie, bez konieczności dysponowania specjalistyczną wiedzą techniczną. Moduły wahliwe jutra będą ponadto dostosowywać się do obciążeń roboczych oraz scenariuszy zastosowań. Takie rodzaje inteligentnych systemów skutkują wydłużeniem okresów pracy obrabiarek oraz zmniejszeniem częstotliwości nieplanowanych i kosztownych przestojów oraz dodatkowych nakładów. To z kolei może pomóc wyeliminować lub ograniczyć do minimum konieczny zapas części zamiennych, który z punktu widzenia użytkownika oznacza zamrażanie zbyt dużego kapitału na zbyt długi okres.


Źródło: SCHUNK