Pneumatyka czy elektryka? Co wybrać?

 

W wielu maszynach przemysłowych można zastosować zarówno napęd pneumatyczny, jak i elektryczny. Wybór nie powinien jednak wynikać wyłącznie z ceny komponentu. Znaczenie mają przede wszystkim wymagania procesu, częstotliwość pracy, potrzebna siła, dokładność pozycjonowania oraz dostępna infrastruktura.

Pneumatyka nadal jest bardzo dobrym rozwiązaniem dla szybkich i prostych ruchów. Napędy elektryczne zyskują natomiast przewagę tam, gdzie potrzebna jest precyzyjna kontrola położenia, prędkości lub siły.

Kiedy pneumatyka ma przewagę?

Napędy pneumatyczne są szczególnie popularne w aplikacjach wymagających prostego ruchu liniowego lub zacisku.

Stosuje się je m.in. do:

• przesuwania elementów,
• dociskania,
• pozycjonowania,
• sortowania,
• wyrzucania produktów,
• obsługi prostych mechanizmów.

Ich dużą zaletą jest prosta konstrukcja oraz możliwość uzyskania dużej siły przy niewielkich wymiarach siłownika.

Kiedy lepszy będzie napęd elektryczny?

Napęd elektryczny sprawdzi się tam, gdzie ruch musi być dokładnie kontrolowany. Serwonapęd lub odpowiedni napęd liniowy pozwala regulować położenie, prędkość i przyspieszenie.

Ma to znaczenie szczególnie w aplikacjach, w których występują:

• wiele pozycji zatrzymania,
• zmienne prędkości,
• częste zmiany kierunku,
• wymagania dotyczące dokładności,
• synchronizacja z innymi osiami.

W takich warunkach napęd elektryczny zapewnia znacznie większą elastyczność.

Koszt zakupu to nie wszystko

Pneumatyka może wydawać się tańsza, szczególnie przy prostych ruchach. Trzeba jednak uwzględnić cały system.

Instalacja pneumatyczna wymaga m.in. sprężarki, przygotowania powietrza, przewodów, zaworów i odpowiedniej infrastruktury. Sprężone powietrze jest również kosztownym medium, ponieważ jego wytwarzanie wiąże się ze stratami energii.

W przypadku napędu elektrycznego koszty początkowe mogą być wyższe, ale eksploatacja może okazać się bardziej efektywna.

Prędkość i dynamika

Pneumatyka doskonale radzi sobie z bardzo szybkimi, powtarzalnymi ruchami. Dlatego jest często wykorzystywana w maszynach pakujących i montażowych.

Problem pojawia się wtedy, gdy ruch musi być precyzyjnie kontrolowany. Ściśliwość powietrza utrudnia uzyskanie takiej kontroli jak w napędzie elektrycznym.

Napęd elektryczny pozwala znacznie dokładniej sterować profilem ruchu.

Siła i obciążenie

Pneumatyka nadal ma dużą przewagę w wielu aplikacjach wymagających znacznej siły przy stosunkowo prostej konstrukcji.

Napędy elektryczne mogą jednak oferować większą kontrolę nad generowaną siłą i momentem. Jest to szczególnie ważne podczas montażu, prasowania czy kontroli procesu.

Efektywność energetyczna

To jeden z argumentów przemawiających za napędami elektrycznymi.

Sprężone powietrze jest wygodne, ale jego produkcja wymaga dużej ilości energii. Dodatkowo straty mogą powstawać przez nieszczelności instalacji.

W zakładach, w których pneumatyka pracuje przez całą dobę, ograniczenie wycieków lub zastąpienie niektórych napędów rozwiązaniami elektrycznymi może przynieść zauważalne oszczędności.

Przykład z produkcji

Producent urządzeń montażowych wykorzystywał siłownik pneumatyczny do przesuwania elementu między trzema pozycjami. Zmiana wariantu produktu wymagała jednak każdorazowo mechanicznej regulacji ograniczników.

Po zastąpieniu układu napędem elektrycznym pozycje można było zapisywać w programie maszyny. Zmiana produktu odbywała się automatycznie, bez ręcznej regulacji.

W przypadku prostego ruchu dwupołożeniowego pneumatyka nadal byłaby jednak bardziej ekonomicznym rozwiązaniem.

Najczęstsze błędy

Przy wyborze technologii często popełniane są błędy:

• wybór pneumatyki tylko dlatego, że jest tańsza,
• ignorowanie kosztów sprężonego powietrza,
• zastosowanie serwonapędu do bardzo prostego ruchu,
• brak analizy wymaganej dokładności,
• nieuwzględnienie przyszłych zmian produktu,
• porównywanie wyłącznie ceny pojedynczego komponentu.

Jak wybrać dostawcę?

Przy bardziej złożonych aplikacjach warto korzystać z pomocy dostawcy, który potrafi dobrać kompletny układ napędowy. Dotyczy to zarówno pneumatyki, jak i napędów elektrycznych.

Ważne są również dostępność części zamiennych, wsparcie techniczne oraz możliwość integracji z PLC i pozostałymi elementami automatyki. Firmy specjalizujące się w pneumatyce, technice napędowej i automatyzacji można znaleźć w katalogu Zrobotyzowany.pl.

FAQ

Czy pneumatyka jest tańsza od napędów elektrycznych?
Nie zawsze. Sam siłownik może być tańszy, ale należy uwzględnić również koszt sprężonego powietrza, przygotowania instalacji i eksploatacji.

Co jest bardziej precyzyjne – pneumatyka czy napęd elektryczny?
Zazwyczaj napęd elektryczny, szczególnie serwonapęd, ponieważ umożliwia dokładną kontrolę położenia, prędkości i przyspieszenia.

Czy pneumatyka nadal ma sens w nowoczesnej fabryce?
Tak. Jest bardzo dobrym rozwiązaniem dla prostych, szybkich i powtarzalnych ruchów.

Kiedy warto zastąpić siłownik pneumatyczny elektrycznym?
Przede wszystkim wtedy, gdy potrzebna jest większa dokładność, wiele pozycji pracy lub automatyczna zmiana parametrów ruchu.

Czy można połączyć oba rozwiązania?
Tak. W jednej maszynie pneumatyka może wykonywać proste ruchy, a napędy elektryczne realizować precyzyjne pozycjonowanie.

Podsumowanie

Pneumatyka nie jest technologią przestarzałą, a napęd elektryczny nie jest automatycznie lepszym rozwiązaniem. Pneumatyka wygrywa prostotą, szybkością i dużą siłą, natomiast napędy elektryczne oferują większą precyzję, elastyczność i kontrolę ruchu.

 

Najlepszy wybór wynika z analizy konkretnego procesu. W wielu nowoczesnych maszynach najbardziej racjonalnym rozwiązaniem jest zresztą połączenie obu technologii.