Systemy 24 V w automatyce montażowej

W przypadku oferowanych przez SCHUNK modułów liniowych ELP, zasilanych napięciem 24 V, regulacja prędkości odbywa się za pomocą potencjometrów – resztę kontroluje funkcja automatycznego uczenia się. Zakończenie programowania to kwestia 2–5 skoków. W procesie uczenia się wyliczana jest maksymalna możliwa prędkość dla bieżącego obciążenia. Moduł automatycznie przyspiesza i hamuje w zależności od całkowitego skoku, dzięki czemu wyeliminowane są uderzenia i oscylacje oraz niekontrolowany ruch przy maksymalnej prędkości modułu.

Jeśli w trakcie procesu zmienia się masa komponentu, oś automatycznie dostosowuje charakter swojego ruchu na przestrzeni zaledwie kilku skoków, bez konieczności interwencji ze strony użytkownika. Sterowanie odbywa się przez cyfrowe wejścia/wyjścia, co oznacza, że seria ELP jest kompatybilna ze wszystkimi sterownikami i łatwo można nią zastąpić moduły pneumatyczne. Dzięki użyciu chwytaków do małych komponentów EGP firmy SCHUNK oraz modułów obrotowo-chwytających EGS powstaje modułowy system, który można zastosować w kompletnych rozwiązaniach przenoszenia w technologii zasilania 24 V.

Systemy montażowe – rosnące wymagania

Obok dominujących do niedawna sieci pneumatycznych, które zasilają obecnie około 70% siłowników, oraz sieci >400 V, które wykorzystują siłowniki elektryczne i stanowią około 30%, technologia zasilania 24 V może stać się trzecim głównym filarem automatyki montażowej. Według integratorów, producentów systemów oraz liczących się użytkowników końcowych, ma ona wiele zalet w porównaniu z pneumatyką.

Coraz delikatniejsze komponenty, efektywność kosztowa oraz rosnące wymagania w zakresie energooszczędności i poziomu hałasu implikują stosowanie inteligentnych technologii. Aktualnie odchodzi się już od systemów automatyzacji obsługujących tylko jeden produkt. Dziś jak najwięcej możliwych wariantów ma być produkowanych w jak najkrótszym cyklu czasowym, a ponadto muszą one zostawiać szerokie pole do przyszłych modyfikacji konstrukcji. Systemy montażowe należy dziś zatem projektować tak, aby były elastyczne. Obsługa pneumatyczna szybko osiąga swoje granice w obliczu takich wymagań. Mimo częściowego zwykłego postępu w obszarze pneumatycznych sieci i komponentów – jak np. wyspy zaworowe z inteligentną pneumatyką, mikrozawory z możliwością integracji z siłownikami – w dłuższej perspektywie technologia pneumatyczna nie jest w stanie zrównoważyć zalet technologii zasilania 24 V, co oznacza, że można spodziewać się odchodzenia od pneumatyki w kierunku technologii zasilania elektrycznego. W związku z tym firma SCHUNK postanowiła, że oprócz produkcji komponentów sprawdzonych przez wiele lat (takich jak chwytaki do małych komponentów MGP-plus) skupi się na nowoczesnych podzespołach zasilanych elektrycznie (jak SCHUNK EGP), aby działać aktywnie w obliczu rynkowych zmian.

Dynamiczny i delikatny

Na przykładzie SCHUNK ELP widać, jak wielka jest jego przewaga nad rozwiązaniami ze świata pneumatyki: nawet jeśli użytkownicy muszą zainwestować blisko dwa razy tyle, ile w osie pneumatyczne, to koszty modułów odpornych na zużycie zwrócą się w perspektywie średnio- i długoterminowej eksploatacji. Przy 40 mln cykli żywotności oraz okresach konserwacyjnych co 5 mln cykli koszty stosowania osi pneumatycznych związane ze zużyciem części, robocizną oraz przestojami w produkcji znacznie przewyższają całkowity koszt osi elektrycznych ELP. Należy też uwzględnić kwestie konstrukcyjne: układy pneumatyczne w praktyce są wykorzystywane w 100% dla uzyskania najlepszego czasu cyklu – w efekcie gwałtownie wzrasta zużycie amortyzatorów, a tym samym i koszty. Większe firmy planują stałe przedziały czasu między czynnościami konserwacyjnymi, podczas których wszystkie amortyzatory są wymieniane i ponownie kalibrowane, niezależnie od kondycji poszczególnych zespołów. Ma to zapobiec nieplanowanym przestojom układu. Jednak pewne skutki uboczne są nieuniknione: ogromne wibracje na peryferiach pneumatycznych modułów liniowych powodują uszkodzenia pozostałych elementów układu. Szkody temu towarzyszące w niektórych obszarach są znaczne.

SCHUNK ELP zapewnia dynamiczne ruchy, a jednocześnie działa harmonijnie i tym samym chroni peryferia w położeniach skrajnych. Ponieważ kompaktowy moduł nie wymaga amortyzatorów hydraulicznych, prace rozruchowe i konserwacyjne są niemal wyeliminowane, podobnie jak potencjalne uszkodzenia systemu lub długie przestoje spowodowane wadliwymi amortyzatorami. Ponadto konstrukcję systemu można znacząco uprościć, ponieważ bloki zaworowe, połączenia przewodów giętkich, moduły konserwacyjne oraz wzmacniacze ciśnienia nie są już potrzebne. Ciągi energetyczne ulegają skróceniu do połowy pierwotnego zakresu, ponieważ do systemów czujników/logiki lub siłowników wystarczy utworzyć dwa obwody zasilane 24 V. Dużą zaletą jest także to, że oś elektryczna jest o około 20 dB cichsza od swojego pneumatycznego poprzednika.

W celu zabezpieczenia układów na życzenie dostępne są również wyjątkowo kompaktowe moduły liniowe z elektrycznymi hamulcami. W przypadku awarii zasilania hamulec niezawodnie utrzymuje położenie modułu liniowego i chroni przed jakimkolwiek niezamierzonym spadkiem osi pionowych na obszar roboczy. Hamulec przytrzymujący pozwala zastosować funkcję bezpieczeństwa STO (Safe Torque Off). Moduł liniowy można również zatrzymać przy pełnej prędkości. Wytrzymały hamulec jest szczególnie odpowiedni do systemów, które są często włączane i wyłączane. Można go zamontować w istniejących systemach w ramach modernizacji w dowolnym momencie.

Wielkie zainteresowanie szybką konfiguracją

Nawet jeśli dostępność komponentów do przenoszenia wykorzystujących technologię zasilania 24 V jest wciąż dość ograniczona, jej potencjał łatwo sobie wyobrazić. Producenci oraz liczący się użytkownicy końcowi już zgłaszają zainteresowanie szybką konfiguracją z wykorzystaniem asortymentu produktów elektrycznych i zastosowaniem takich modułów, jak oś liniowa ELP czy chwytak równoległy EGP jako siłowników lub systemów montażowych w małych instalacjach i komórkach robotów bez możliwości zasilania sprężonym powietrzem. 

SCHUNK INTEC Sp. z o.o.
ul. Puławska 40 A
05-500 Piaseczno
tel. 22 726 25 00, fax 22 726 25 25
e-mail: info@pl.schunk.com
http://www.pl.schunk.com

źródło: Schunk