Sortowanie, transport, magazynowanie i pozyskiwanie. Napędy zapewniające szybkość w intralogistyce

Obecnie wymagania wobec napędów używanych w intralogistyce są wysokie: w wielu przypadkach muszą one być w stanie zapewnić dużą moc w ekstremalnych warunkach, pracować niezawodnie przez długi czas lub w ramach procesów wymagających częstego włączania i wyłączania, a także umożliwiać wykonywanie zadań związanych z bardzo dokładnym pozycjonowaniem. Prędkość także odgrywa ważną rolę – duże magazyny każdego dnia przetwarzają tysiące zamówień. Układy napędowe FAULHABER wielokrotnie udowodniły swoją skuteczność w zadaniach dotyczących sortowania, transportu, magazynowania i pozyskiwania (obraz 1). Dzięki modułowej konstrukcji silniki można łączyć z różnymi enkoderami o wysokiej rozdzielczości do zadań związanych z dokładnym pozycjonowaniem i przekładniami do zastosowań wymagających wysokiego momentu obrotowego. Dostępne są też kompaktowe kontrolery ruchu, które można zintegrować z napędami lub zamontować oddzielnie.

Skuteczna i finezyjna obsługa

Samodzielne roboty logistyczne z funkcją autonomicznej jazdy stanowią krytyczny element idei „Intralogistyka 4.0”. Są wykorzystywane do magazynowania, pozyskiwania i przygotowania do wysyłki. Optymalizują przepływ materiału, odciążają pracowników i zastępują m.in. tradycyjne wózki podnośnikowe i paletowe. Jednym z przykładów są autonomiczne roboty do kompletacji, które zapewniają precyzyjny dostęp do poszczególnych obiektów. Typowy robot do kompletacji składa się z kolumny podnoszącej i chwytaka. Jego układ napędowy mogą stanowić np. serwomotory bezszczotkowe DC serii BX4 ze zintegrowanym kontrolerem ruchu oraz przekładnią planetarną. W przypadku chwytaka połączenie to zapewnia precyzyjne pozycjonowanie podczas magazynowania lub pobierania – wszystko to w warunkach stałej pracy z ciągłymi zmianami obciążenia.

Mimo to kompletny układ napędowy waży tylko około 300 gramów. Oznacza to, że nawet przy w pełni wysuniętym chwytaku nie ma potrzeby używania przeciwwagi. Serwomotory bezszczotkowe DC są też bardzo kompaktowe: ich średnica wynosi 32 mm, a długość 85,4 mm. Dzięki temu konstrukcja chwytaka jest bardzo płaska, co pozwala podnosić paczki przechowywane tuż nad powierzchnią podłoża. Takie rozwiązanie pozwala optymalnie wykorzystać drogą przestrzeń magazynową. Bezszczotkowy system komutacyjny sprawia, że silniki są trwałe i niezawodne. Zapewniają wysoki moment obrotowy, są wyposażone w wyważony wirnik i są bardzo ciche podczas pracy. Wbudowany układ sterowania natężeniem pozwala ograniczyć zapotrzebowanie na moment obrotowy i pewnie zabezpieczyć napęd przed przeciążeniem.

Kompaktowe napędy do szybkiego rozpoczynania/zatrzymywania pracy

Miniaturowe silniki DC serii CXR z układem komutacji z grafitu w połączeniu z dopasowanymi przekładniami sprawdzają się też w zadaniach związanych z przenoszeniem. Ich system komunikacji jest bardzo solidny i szczególnie dobrze przystosowany do dynamicznych zastosowań wymagających wysokiej wydajności i związanych z szybkim uruchamianiem/zatrzymywaniem. Te cechy są potrzebne w przypadku wielu systemów przenoszenia i automatycznego sortowania, np. gdy trasy transportowe są przełączane za pomocą przełączników.

Ponadto charakterystyka liniowa sprawia, że sterowanie silnikami DC jest łatwe. Dzięki temu w połączeniu z enkoderami o wysokiej rozdzielczości stanowią idealne rozwiązanie do precyzyjnych zadań dotyczących pozycjonowania. Magnesy neodymowe wysokiej jakości i sprawdzone uzwojenie Faulhaber gwarantują wysoką gęstość mocy w kompaktowym wydaniu. To sprawia, że rozwiązanie może zostać zamontowane bezpośrednio na elementach obsługi. Mimo niewielkich wymiarów mogą one unieść spore obciążenie.

Elastyczność procesu produkcji

Automatycznie sterowane pojazdy (AGV) to preferowany środek transportu zapewniający elastyczność podczas procesów związanych z produkcją (obraz 4). Wśród najważniejszych wymagań stawianych napędom wewnętrznych systemów do transportu materiałów znajdują się dostępność, prędkość, elastyczność i – nierzadko – mała ilość zajmowanego miejsca. Pobór mocy także wpływa na długość okresu eksploatacji akumulatora pojazdu. Przykładowo serwomotory bezszczotkowe DC serii BP4 są odpowiednie do napędzania kół: moc silnika może zostać przeniesiona na koła za pomocą przekładni planetarnych i pasów napędowych. Silniki pracują z dużą wydajnością: innowacyjna technologia uzwojenia umożliwia wykorzystanie stopu o wysokiej zawartości miedzi oraz minimalizuje straty dzięki dużej symetryczności.

Enkodery z serii IE3-1024 są wbudowane w serwomotory w celu umożliwienia dokładnego wykrywania położenia. Magnetyczne enkodery przyrostowe, dostępne w wersjach o różnej rozdzielczości, posiadają kanał indeksujący umożliwiający referencjonowanie obrotów wałów napędowych oraz ustandaryzowany elektroniczny interfejs enkodera. Rozdzielczość, kierunek obrotu oraz szerokość i położenie indeksu można w elastyczny sposób dostosować do konkretnego rozwiązania. Do sterowania serwomotorami służy kontroler ruchu. Takie układy napędowe są też używane w przypadku mobilnych platform robotycznych, które poruszają się po halach przemysłowych w całkowicie autonomiczny sposób, bez zamontowanego wcześniej systemu prowadnic. Ich duża gęstość mocy jest szczególnie dobrze widoczna w przypadku modułów kół. 

Dużo mocy w niewielkiej przestrzeni

W przypadku ograniczonego miejsca do montażu napędu kół w kierunku osiowym często można wykorzystać płaskie silniki serii BXT zapewniające wysoki moment obrotowy. Dzięki innowacyjnej technologii uzwojenia i zoptymalizowanej budowie silniki mają zaledwie 14, 16 i 21 mm długości, ale generują momenty obrotowe do 134 mNm, przy średnicy odpowiednio: 22, 32 i 42 mm. W przypadku precyzyjnej kontroli prędkości lub wysokich wymagań co do dokładności pozycjonowania dopasowane do średnicy enkodery magnetyczne lub sterowniki prędkości są teraz w pełni zintegrowane z obudowanymi silnikami, przez co długość silnika jest zwiększona jedynie o 6,2 mm. Sterowanie prędkością odbywa się za pomocą cyfrowych czujników Halla zintegrowanych z silnikami. Dlatego też dostępny jest duży zakres prędkości, od 200 do 10 000 min ^-1. Kompaktowe połączenie napędu idealnie nadaje się do zastosowań, w których przestrzeń jest parametrem krytycznym, oraz ułatwia montaż i oddanie urządzenia do eksploatacji.  Dopasowane metalowe przekładnie planetarne serii GPT również charakteryzują się kompaktową budową, dużym momentem obrotowym oraz wieloma precyzyjnymi stopniami przełożenia. 

www.faulhaber.com

źródło: Faulhaber