hirdetés
hirdetés

Hajtástechnika

A mozgásvezérlésből a pneumatika sem hiányozhat

Az automatizálás területén növekvő igény mutatkozik az egyre nagyobb sebességű és precizitású lineáris hajtások iránt. Ez az igény túlmutat a mechanikus részek fejlesztésén, kiterjed a hajtások sebességének és pozicionálásának szabályozására is. A Metal Work Pneumatic ez irányú fejlesztéseit mutatjuk be.

hirdetés

A Wikipédia a következőképpen határozza meg a motion control kifejezést: „A motion control, vagy magyarul mozgásvezérlés az automatizálás egy alterülete, ahol hidraulikaszivattyú, lineáris aktuátor vagy elektromotor kontrollálja a berendezés pozícióját vagy sebességét – általánosságban ez a szervohajtás.” A pneumatika nem kerül említésre ebben a meghatározásban. Az olasz Metal Work Pneumatic cég szerint valójában nagyon is szoros az összefüggés, amire rá is világítunk a következőkben.

A mozgásvezérlés legalapvetőbb példája – mondhatni alapegysége – a pneumatikahenger, amely mozgást valósít meg a behúzott és kitolt dugattyúrúdhelyzet között. Ez megoldást nyújt arra a széles körben felmerülő feladatra, amikor két pozíció között kell szabályozott sebességgel és korlátozott erővel mozgást végezni, és a fékezés pneumatikus csillapítókkal megoldható. Nem tévedünk, ha azt mondjuk, hogy az esetek 95 százalékában a mozgással kapcsolatos követelményeknek megfelel a hagyományos, megbízható, olcsó és egyszerű pneumatikahenger. A dugattyú elért pozícióját hasonlóan konvencionális, olcsó és egyszerű mágneses jeladóval (Reed-relé) lehet ellenőrizni. Abban az esetben, ha egy harmadik, közbenső pozíció elérésére is szükség van, a pneumatika még képes egyszerű megoldást kínálni – multipozíciós hengerrel vagy közbenső mechanikus ütköző beépítésével. A sűrített levegőre támaszkodva a közbenső helyzetben történő megállítás – például egy zárt középhelyzetű szelepen keresztül vezérelve a hengert – csak durva pozicionálást tesz lehetővé, azt is csak külső terhelésváltozás nélkül.

Pneumatikus aktuátorok

A pneumatikus aktuátoroknak, amelyeket szabályozott sebességre és a nagy pontosságú programozható pozicionálásra fejlesztettek ki, és egyedi hajtásmechanizmusokat tartalmaznak, a nyomás és (vagy) a térfogatáram szabályozására proporcionális szeleppel, valamint lineáris útadóval kell rendelkezniük. Bizonyos alkalmazásokhoz megfelelő megoldást tud adni ez a rendszer, de – véleményünk szerint – a behatároltsága és a magas költségei miatt nincs igazi létjogosultsága.

A sűrített levegő – mint ahogy a megnevezés is mutatja – összenyomható, és ez még bonyolultabbá, valamint instabillá teszi a mozgásvezérlést. Csak megjegyzésként: más a helyzet olaj esetén (hidraulika), ami összenyomhatatlan, így a hidraulikus aktuátorok pozíciótartása jó, és kis helyigény mellett nagyon nagy erők kifejtése jellemzi őket.

A pneumatikus aktuátoroknak technológiai versenytársai az elektromos aktuátorok. És néhány különleges alkalmazást leszámítva (például ahol az elektromosság nem megengedett, lásd robbanásveszélyes környezet) a pneumatikus változat vesztésre áll az összehasonlításban.

Lineáris útadók

Amennyiben csak a dugattyú pozíciójának kell ismertnek lennie, akkor erre ma már van megoldás. A dugattyú pozíciójának folyamatos érzékelésére a Metal Work Pneumatic a sztenderd hengerek érzékelőtartó hornyába közvetlenül szerelhető lineáris útadókat kínál. Ezek legnagyobb előnye, hogy a sztenderd hengerekkel használhatók. Létezik hengerbe épített útadó is, de ennek hátránya, hogy a henger sokkal különlegesebb, és a henger vagy a szenzor meghibásodása miatt az egész egységet cserélni kell. Ezzel szemben, ha az útadó egy sztenderd henger külsejére van szerelve, könnyen cserélhető, és különböző típusú hengertípusok esetén is használható, például kompakt, mini vagy forgatóhengerek és megfogók esetén.

A Metal Work LTS-sorozatú útadója (forrás: Entra-Sys)
A Metal Work LTS-sorozatú útadója (forrás: Entra-Sys)

Elektromos aktuátorok, hengerek

Az elektromos aktuátorok jó megoldást kínálnak, ha pontos pozicionálás szükséges előre meg nem határozott értékek mellett, illetve szabályozni kell a sebességet és (vagy) a gyorsulás-lassulás meredekségét. Mindkét technológia, azaz a pneumatikus és az elektromos aktuátorok együttesen elektromos hengerekként váltak ismertté. Az elektromos hengerek tokozata a munkahengerek szerkezeti alakját követi. Például a Metal Work Elektro ISO15552 sorozata az ISO-sztenderdnek megfelelő méreteivel külsőleg hasonlónak tűnik, de a valóságban belül golyósorsós mechanizmus alakítja át a motor forgómozgását a dugattyúrúd mozgásává. Ez a sorozat ø32-től ø100 mm-ig áll rendelkezésre. De a gyakorlatban az átmérő önmagában nem bír nagy jelentőséggel, mert az elektromos henger sokkal nagyobb nyomóerőt tud kifejteni, mint az ugyanolyan méretű pneumatikus megfelelője. Például egy ø32-es henger 6 bar nyomáson körülbelül 470 N-t tud leadni, az Elektro ø32-es henger 400 W-os szervomotorral állandó 2800 N erőt tud létrehozni. Az ø100-as Elektro henger 15 000 N-t, míg a pneumatikus megfelelője 4600 N-t „tud”.

Elektromos hengerek: körprofilos, ISO 15552, rúd nélküli, valamint fogazott szíjas modellek
Elektromos hengerek: körprofilos, ISO 15552, rúd nélküli, valamint fogazott szíjas modellek

Az elektromos hengerekhez különböző típusú motorok használhatók, úgymint szervo-, léptető- és DC-hajtás. Nem lehet egyértelműen kijelenteni, hogy az egyik vagy a másik hajtás a jobb, ez minden esetben az alkalmazástól függ. Nagyon fontos a henger, a motor és a hajtás jó kiválasztása és méretezése, hogy elkerüljük a nem várt meghibásodásokat az üzemelés alatt. Az értékesítő technikusok támogatása alapvető a helyes kiválasztásban. A Metal Worknek képzett szakértő csapata tevékenykedik a fontosabb európai országokban, amelyek munkatársait nemcsak az Easy Elektro szoftver segíti a kalkulációban és a tesztelésben, hanem a különböző alkalmazásokból származó tapasztalat és a kollégák között megosztott információs bázis előnye is rendelkezésre áll.

Nincs olyan elektromos henger, amely összehasonlítható lenne a hagyományos dugattyús pneumatikahengerrel, van viszont olyan modell, amely összehasonlítható a dugattyúrúd nélküli hengerrel. Ennek a változatnak alumíniumprofil teste van, és egy kocsi mozog a profil hornyában. A motor forgó mozgásának lineáris mozgássá átalakítására jellemzően két megoldás létezik: kis sebesség és nagy erő esetén golyósorsós mechanizmust, míg nagy sebességnél fogazott szíjas hajtást használhatunk. A terhelések felvételére a profiltestet külső vagy belső vezetőegységgel látják el, és lehetséges sikló- vagy lineáris csapágyas kocsi is.

A megfelelő megoldás kiválasztása

A mozgásvezérlés – legyen az pneumatikus vagy elektromos – a konstrukciók és technikai megoldások széles variációját használhatja. Ami egyre inkább egyértelműnek tűnik, az az, hogy egyik technológia sem múlja felül a másikat, egyformán van létjogosultságuk, és a végfelhasználó választhatja ki a legmegfelelőbb megoldást. A Metal Work két, egymást kiegészítő terméksorozatát vizuálisan, modelleken keresztül mutatja be a 3. ábra. A jobb oldalon a pneumatikus aktuátorok sora, szemben, a bal oldalon a megfelelő elektromos hengerek találhatók. Itt látható a pneumatikus körprofilhenger szemben az Elektro Round DC hengerrel, amelynek egyszerű egyenáramú hajtása van. Az ISO 15552 pneumatikus hengerrel szemben az Elektro ISO 15552, a rúd nélküli STD-szériának a golyósorsós Elektro Rodless felel meg, és így tovább. A sor végén a pneumatikus pick & place, az LEPK két egymásra merőleges mozgással, és szemben a megfelelő Elektro SHEK modell található.

Hogyan felel meg egy-egy elektromos modell a pneumatikus aktuátoroknak?
Hogyan felel meg egy-egy elektromos modell a pneumatikus aktuátoroknak?

Ha nem elég a szakértelem

Az elektromos hengerek használata sokaknak gondot jelenthet, alapvető képességet igényel a programozás, valamint a hajtásrendszerek kezelése. Ezek valós akadályt jelentenek az olyan cégeknél, ahol nincs meg az elektromos automatizálás speciális szakértelme. További nehézség, hogy minden egyes motortípus saját hajtásrendszerrel rendelkezik, és ezeknek eltérő a kezelése. Még további problémát vet fel azoknak, akik nem akarnak programozóvá válni, hogy nem minden berendezés rendelkezik PLC-vel, amelyen keresztül hagyományosan változtathatók a hajtásparaméterek.

A Motion egység lehetővé teszi az elektromos hengerek egyszerű programozását
A Motion egység lehetővé teszi az elektromos hengerek egyszerű programozását

A probléma megoldására fejlesztette ki a Metal Work a Motion néven ismertté vált egységét, amelynek célja a villamos hajtás kezelésének leegyszerűsítése, amennyire csak lehetséges. A Motion fő célja annak az alapvető követelménynek a teljesítése, hogy bárki képes legyen ugyanazzal az ismerettel elektromos hengert használni, mintha pneumatikus hengert működtetne egy elektromos szeleppel és nem több mint két Reed-relével. Egy másik követelmény, hogy a Motion egy olyan interfész legyen, amely bármely más hajtásrendszerhez és bármilyen névleges teljesítményhez illeszkedik, legyen az szervo- vagy léptetőmotor, vagyis olyan, amelyet könnyű kezelni, és relatíve olcsón használható minden alkalmazáshoz. A Motion, amely többévi kutatás és tesztelés után jelent meg, megfelel a fenti követelményeknek, és tetszés szerint programozható.

A Metal Work Pneumatic gondoskodik arról, hogy az automatizálási feladatok megoldása során egy kézből elérhető és kombinálható legyen az egyszerű, olcsó pneumatikus és a szofisztikált elektromos hajtás is, és ezzel mindig a legmegfelelőbb megoldás álljon a felhasználó rendelkezésére.

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés