Pneumatische componenten worden veelvuldig gebruikt in allerhande types machines en installaties. Het is een makkelijk inzetbare technologie, zeer compact, licht en met een hoge energiedichtheid. Zowel lineaire als rotatieve bewegingen kunnen eenvoudig gerealiseerd worden. Voor toepassingen waar een klassiek pneumatisch systeem niet in aanmerking komt zijn elektrische positioneersystemen de oplossing.
Pneumatische componenten worden veelvuldig gebruikt in allerhande types machines en installaties. Het is een makkelijk inzetbare technologie, zeer compact, licht en met een hoge energiedichtheid. Zowel lineaire als rotatieve bewegingen kunnen eenvoudig gerealiseerd worden. Ook het aansturen van de beweging uit een PLC is eenvoudig; afhankelijk van het gebruikte ventiel (mono- of bistabiel) worden één of twee digitale uitgangen gebruikt om het ventiel om te schakelen en zo de in- en uit beweging van een cilinder te maken. De op de cilinder bevestigde eindeloopcontacten (meestal magnetische contacten die reageren op de in de zuiger geïntegreerde magneet) sluiten als de in- of uitpositie bereikt is.
Maar de eenvoud van een klassiek pneumatisch systeem heeft ook een prijs: er zijn maar twee stabiele posities mogelijk, de in- en uitpositie, en de snelheid van de beweging, en dus ook de resulterende cyclustijd, is niet constant en afhankelijk van parameters zoals de persluchtdruk, de temperatuur en de belasting.
Voor het opwekken en verdelen van de perslucht is een compressorinstallatie nodig en een persluchtleidingnetwerk. Dit is een behoorlijke investering, en vraagt het nodige onderhoud om lekken te voorkomen en de kwaliteit van de perslucht te verzekeren.
Voor toepassingen waar een klassiek pneumatisch systeem niet in aanmerking komt zijn elektrische positioneersystemen de oplossing. Denk daarbij aan bewegingen waar de posities eenvoudig moeten kunnen gewijzigd worden, waar een nauwkeurige instelling van de snelheid en de kracht nodig is, waar zachtjes versneld en afgeremd moet worden om schokvrije bewegingen te bekomen, of net heel dynamische bewegingen nodig zijn, of waar er geen persluchtnetwerk aanwezig is, bij mobiele toepassingen zoals AGV’s.
Festo heeft ondertussen dan ook voor quasi elke pneumatische component in zijn gamma een elektrisch alternatief. We illustreren dit hieronder mooi met onze compacte reeks aandrijvingen.
Deze elektromechanische componenten moeten natuurlijk ook aangedreven worden. Hiervoor heeft Festo de keuze tussen synchrone servomotoren, BLDC servomotoren en stappenmotoren, ook steppermotoren genaamd.
Voor de hierboven getoonde compacte units, met hun kortere bewegingen en lasten van een paar tot enkele tientallen kilogram, wordt veelal gebruik gemaakt van stappenmotoren. Veelal verkiezen we hier stappenmotoren met ingebouwde encoder, zodat deze aangestuurd worden als een servo systeem met de daarbij horende voordelen en zekerheden: terugkoppeling van de actuele positie, zodat de beweging met 100% zekerheid ook uitgevoerd wordt, mogelijkheid tot kracht- en koppelregeling, optimaal gebruik van de energie, economische oplossing door gebruik te maken van stappenmotortechnologie.
Bovendien hebben deze systemen een hoog energetisch rendement, wat een steeds belangrijker parameter wordt bij de keuze van de gebruikte technologie. Ook wordt rechtstreeks gebruik gemaakt van elektriciteit als energiebron, alomtegenwoordig in een bedrijf.
Een klassieke pneumatische beweging aansturen is, zoals we eerder al zagen, bijzonder eenvoudig. Maar wist je dat dit elektrisch even eenvoudig kan?
De Festo CMMO-ST-DIO motorcontroller kan in zijn eenvoudigste configuratie zich net zo gedragen als een klassiek pneumatisch systeem, maar met de voordelen van een elektrisch positioneersysteem.
In zijn geheugen kunnen 7 willekeurige positierecords opgeslagen worden, elk met hun eigen positie, snelheid en acceleratie. Het starten van de gewenste beweging is heel eenvoudig: elk van die records heeft zijn specifieke ingang. Maak je die ingang hoog dan voert de CMMO-ST motorcontroller dat record uit, en zal de in dat record opgeslagen positie aangelopen worden met de ingestelde snelheid en acceleratie. Bij het bereiken van de ingestelde positie wordt een ingang hoog gezet zodat de bovenliggende PLC weet dat de gevraagde positie bereikt is. Klaar!
Dit is alsof je in een pneumatisch systeem een ventiel zou hebben met 7 spoelen, waarbij elke spoel overeen komt met een andere positie van de cilinder, en waarbij er op elk van die posities een reedcontact staat.
In moderne machines en installaties wordt veelal gebruik gemaakt van een veldbus om de verschillende componenten in de installatie met mekaar te laten samenwerken. Denk daarbij aan Profinet, EtherCAT, EthernetIP, Modbus,...
Onze motordrives van de CMMT reeks ondersteunen deze veldbussen. Ze laten zich naadloos integreren in de netwerken van de bekende PLC leveranciers, waardoor het aansturen van een elektrisch positioneersysteem over veldbus wel heel eenvoudig te realiseren is.
Voor de hier besproken systemen uitgerust met een stappenmotor wordt de CMMT-ST motordrive ingezet. Deze compacte eenheid, gevoed op 24 of 48VDC, kan eenvoudige punt tot punt bewegingen uitvoeren, maar evengoed in geïnterpoleerde mode aangestuurd worden.
Dit laat toe om een opstelling te maken zoals hieronder afgebeeld en daar bijvoorbeeld een contour van een werkstuk mee te volgen om een lijmstrip aan te brengen rondom de contour.