Pneumatiek is nog steeds het middel bij uitstek voor eenvoudige bewegings- en positioneertaken. In een steeds sterker gedigitaliseerde wereld wordt elektrische automatisering en een continue informatiestroom van het werkstuk naar het besturingssysteem en naar de cloud echter onmisbaar: zo kunt u de inbedrijfstellingstijden verkorten, een kostenefficiënte productie garanderen en het handelen van kortere productlevenscycli. Zo worden de hogere investeringskosten van elektrische automatiseringsoplossingen terugverdient door de besparingen tijdens het gebruik. En ook de inbedrijfstelling verloopt nu snel en eenvoudig. Hoe dat gaat? Met onze Simplified Motion Series.
Ontdek de Simplified Motion Series en het ontwerptool in de video
Bekijk in de eerste video welke functies in de eenvoudige elektrische automatisering zitten. In de tweede video ontdekt u alles over de Simplified Motion Series - eenvoudig uitgelegd. De derde video laat zien hoe u met de Solution Finder stap voor stap in één tool kunt ontwerpen.
De eenvoud van pneumatiek in combinatie met de voordelen van elektrische automatisering
Pneumatiek is nog steeds ideaal voor eenvoudige bewegings- en positioneertaken. Met elektrische automatisering wordt echter een continue informatiestroom van het werkstuk naar de besturing en zelfs naar de cloud mogelijk: zo kunt u de inbedrijfstellingstijd verkorten, kostenefficiënt produceren en kortere productlevenscycli hanteren.
Simplified Motion Series biedt hiervoor de optimale mogelijkheden. De serie bestaat uit verschillende elektromechanische systemen met een voor de toepassing geoptimaliseerde combinatie van motor en regelaar, de zogenaamde geïntegreerde aandrijving. U kunt het systeem snel en gemakkelijk in bedrijf stellen – zonder een externe servomotor-drive. De aandrijvingen zijn ideaal voor eenvoudige bewegingen tussen twee mechanische eindposities, inclusief tussenpositie. U hoeft echter niet af te zien van geoptimaliseerde bewegingskarakteristieken, een zacht gedempte terugtrekking naar de eindpositie of een vereenvoudigde pers- en klemfunctie.
“Met onze Simplified Motion Series zijn we erin geslaagd de eenvoud van pneumatiek te combineren met de voordelen van elektrische aandrijftechniek. Hierdoor kunnen onze klanten kostenefficiënt de eenvoudigste bewegings- en positioneertaken elektrisch oplossen.”
Bernd Schäfer
Product Management Electric Actuators, Festo SE & Co. KG
Eenvoudige inbedrijfstelling met plug-and-work
Voor de inbedrijfstelling volgens het principe plug-and-work is geen software of pc nodig, omdat alle parameters handmatig op de aandrijving worden ingesteld. De Simplified Motion Series kunt u met behulp van de standaard geïntegreerde digitale I/O (DIO) of IO-Link rechtstreeks op de besturing aansluiten.
De beschikbare basisfuncties kunnen worden ingesteld met behulp van digitale I/O (DIO):
- Snelheid en kracht
- Referentie-eindpositie en demping
- Eindposities
Meer geavanceerde functies zijn beschikbaar via IO-Link:
- Bewegingsparameters op afstand instellen
- Kopieer- en back-upfunctie voor de overdracht van parameters tussen aandrijving en computer of van computer naar een andere identieke aandrijving
- Leesfuncties voor procesparameters
- Firmware-update (ook voor alle reeds geïnstalleerde producten)
- Instelbare tussenpositie
1) Inbedrijfstelling
Om het systeem in bedrijf te stellen, stelt u alle parameters direct in op de geïntegreerde aandrijving – eenvoudig en intuïtief zonder omvangrijke of complexe bedieningshandleidingen:
- Snelheid voor de beweging "Out" en "In"
- Kracht van aandrijving in de positie "Out"
- Referentie-eindpositie instellen
- Positie "Begin krachtgestuurde beweging" instellen
- Manuele start door simulatie van DIO-signalen (analoog aan handbediening)
2) Elektrische aansluiting
- Eenvoudige aansluiting door M12-stekkertechniek
- Power (4-polig): spanningstoevoer naar de motor
- Logic (8-polig): besturingssignaal, sensorsignaal en stroom voor de geïntegreerde elektronica
3) Tussenpositie
U kunt via IO-Link een tussenpositie kiezen en de beweging op deze gedefinieerde positie tijdens de slag onderbreken. Daarna beweegt de aandrijving verder naar de eindpositie. Dit geldt voor beide bewegingsrichtingen.
Functie en configuratie van Simplified Motion Series
Basisprofiel voor beweging tussen twee eindposities met snelheidsregeling.
Basisprofiel voor beweging tussen twee eindposities: met snelheidsregeling en tussenpositie.
Geavanceerd bewegingsprofiel voor een vereenvoudigde pers- en klemfunctie met snelheids- en krachtregeling.
Typische toepassingen met Simplified Motion Series
Sorteren
Twee verschillende werkstukken sorteren met:
elektrocilinder EPCS, draaiaandrijving ERMS, spindelas ELGS-BS
Drie verschillende werkstukken sorteren met toepassing van een tussenpositie met:
draaiaandrijving ERMS
Persen
Een werkstuk inpersen met:
minislede EGSS
Twee verschillende werkstukken inpersen met toepassing van een tussenpositie met:
minislede EGSS
Overzetten
Een werkstuk overzetten met:
tandriemas ELGS-TB, elektrocilinder EPCS, draaiaandrijving ERMS
Twee verschillende werkstukken overzetten en sorteren met toepassing van een tussenpositie met:
tandriemas ELGS-TB
Heffen
Een werkstuk heffen met:
spindelas ELGS-BS, minislede EGSS, elektrocilinder EPCS
Twee verschillende werkstukken heffen en verdelen met toepassing van een tussenpositie met:
spindelas ELGS-BS, minislede EGSS
Waarom werd de Simplified Motion-serie ontwikkeld?
Voor eenvoudige toepassingen en bewegingstaken hebben pneumatische aandrijvingen de voorkeur. Deze combineren eenvoudige installatie en besturing met zeer aantrekkelijke investeringskosten. Festo, als toonaangevende leverancier van zowel pneumatische als elektrische automatiseringscomponenten, integreert met de nieuwe Simplified Motion Series de eenvoud van pneumatiek in de wereld van de elektrische automatisering.
Hoewel pneumatiek de voorkeur heeft voor toepassingen die eenvoudige bewegingen vereisen, treft deze technologie een steeds sterker gedigitaliseerde wereld. Hier is actuele informatie over de status van de aandrijving nodig om de inbedrijfstellingstijden te verkorten, een kostenefficiënte productie te garanderen en kortere productlevenscycli te hanteren. Zelfs als een pneumatische aandrijving met het oog op de investeringskosten de aantrekkelijkere technologie lijkt, moet ook rekening worden gehouden met de Total Cost of Ownership. Voor diagnose en big data is een continue informatiestroom nodig van het werkstuk naar de besturing en de cloud. Traditionele pneumatische systemen hebben problemen met deze uitdaging omdat perslucht geen gegevens kan versturen. Deze factoren in aanmerking worden genomen, is het niet verwonderlijk dat machinefabrikanten elektrische beweging steeds meer zien als een waardevolle aanvulling of zelfs als alternatief voor pneumatiek.
Waarom is de stap van pneumatiek naar elektronica dan nog niet gezet?
Als je kijkt naar de behoeften en trends in de automatisering, zou je verwachten dat de overgang veel sneller gaat dan deze eigenlijk verloopt. Dit kan worden verklaard aan de hand van de ontwikkeling van nieuwe pneumatische producten en technologie, die met geavanceerde technologie op deze nieuwe eisen inspelen. De meest voor de hand liggende verklaring is echter dat de meeste complexe bewegingen in machines al zijn opgelost door elektrische aandrijvingen en dat eenvoudige bewegingen gemakkelijk zijn op te lossen met behulp van pneumatiek.
Op dit gebied hebben elektrische aandrijvingen echter een aantal tekortkomingen: ze zijn bijvoorbeeld nog steeds te duur en de inbedrijfstelling is te complex. Om een pneumatisch systeem in bedrijf te stellen, zijn een aantal basisvaardigheden en een schroevendraaier voldoende. Voor het eenvoudig verplaatsen van elektrische cilinders tussen twee eindposities zijn echter uitgebreidere trainingen en kennis van elektriciteit en software nodig. Festo heeft deze marktvraag naar eenvoudige elektrische aandrijvingen opgepakt en opgelost met de Simplified Motion Series.
Wat is het voordeel ten opzichte van een zuiver elektrische automatisering?
De Simplified Motion Series van Festo is daarom niet alleen een nieuwe serie elektrische aandrijfsystemen, maar is helemaal opnieuw ontwikkeld met het oog op installatiegemak.
De kern van de Simplified Motion Series, die in september 2019 werd gelanceerd, is een nieuwe geïntegreerde motor met een vast gemonteerde aandrijfeenheid en is voorgemonteerd beschikbaar voor een breed scala aan mechanische aandrijvingen. Hierdoor zijn lineaire en roterende bewegingen met een groot aantal verschillende groottes mogelijk. Dit concept vermindert dus niet alleen de ruimte die nodig is voor de installatie, maar ook de installatietijd en de kosten in het productieproces.
Wat is het voordeel ten opzichte van de pneumatiek?
Een mechanisch installatieconcept alleen helpt niet om de kloof met de pneumatiek te dichten. Doorslaggevend is de functionaliteit. Daarom is het nodig om bij Simplified Motion Series de nadruk te leggen op het verminderen van de bewegingscomplexiteit om zo een echt alternatief op te bouwen.
Bij een pneumatische actuator wordt een eenvoudige beweging tussen twee mechanisch gedefinieerde eindposities opgelost met een harde aanslag of een demping. Daarbij is de cyclustijd niet altijd 100% reproduceerbaar. De Simplified Motion Series combineert een vaste versnellings- en vertragingscurve met een constante snelheid voor een soepele, gedempte en reproduceerbare beweging.
De pneumatiek beschikt over de wonderlijke functionaliteit om zonder extra kosten van een dynamische beweging naar een persmodus te kunnen overschakelen. Bij de traditionele elektrische aandrijftechniek kan dit alleen worden bereikt met meer programmeerwerk. In de nieuwe serie is dit nu op een intelligente manier opgelost. Hier wordt de snelheidsgestuurde afstand eenvoudigweg verkort en op dit punt verandert de dynamische beweging in een krachtgestuurde persbeweging. Dit wordt zonder programmeerwerk direct op de aandrijving ingesteld.
Nog een voordeel: softwarevrije inbedrijfstelling en digitale I/O en IO-Link
Het concept van het combineren van de eenvoud van pneumatiek met de voordelen van elektrische aandrijvingen wordt ook toegepast op de stuureenheid waar een softwarevrije inbedrijfstelling wordt gecombineerd met de modernste besturingsopties voor eenvoudige aandrijvingen: digitale I/O en IO-Link. De geïntegreerde motor is uitgerust met twee standaardaansluitingen en is gebaseerd op het principe van "plug-and-work": geen software en geen parametrering nodig.
Om dezelfde eenvoudige bediening te garanderen, kunnen alle instellingen direct op de motor worden uitgevoerd met behulp van drie knoppen en een gemakkelijk te begrijpen led-menu. De snelheid en de kracht kunnen voor beide richtingen worden ingesteld. De knoppen worden ook gebruikt om de referentie-eindpositie en het overgangspunt tussen snelheids- en krachtregeling in te stellen. Tot slot kunnen alle bewegingen direct op het apparaat worden getest in de demomodus. Hierdoor kunnen alle assen op de machine volledig in bedrijf worden gesteld zonder dat de software-ingenieur zelfs maar zijn laptop hoeft te openen.
De eenvoudigste manier om de aandrijvingen aan te sturen is via twee digitale ingangen, vergelijkbaar met een 5/3-wegs pneumatisch ventiel, waardoor een zeer kosteneffectieve installatie mogelijk is. Met twee digitale uitgangen is het ook mogelijk om te detecteren of de eindposities zijn bereikt, zoals bij een cilinderschakelaar, maar dan zonder de extra kosten.
Het meest interessante kenmerk van de serie is echter de standaard geïntegreerde IO-Link-functionaliteit, die eenvoudige elektrische aandrijvingen verbindt met de wereld van industrie 4.0 en digitalisering. Met IO-Link kunnen alle parameters op afstand worden verzonden, gekopieerd naar meerdere aandrijvingen of worden gebruikt als back-up in geval een aandrijving uitvalt. Bovendien kunnen andere parameters, zoals de afgelegde afstand en het aantal werkcycli, gemakkelijk worden uitgelezen. Deze gegevens kunnen vervolgens worden gebruikt voor preventieve instandhouding of naar de cloud worden gestuurd. Tot slot is het met IO-Link ook mogelijk om de beweging te stoppen op een vooraf gedefinieerde tussenpositie in het midden van de slag, waardoor mechanische aanslagen worden vermeden, zoals gebruikelijk is in de pneumatiek. Dat maakt de Simplified Motion Series nog flexibeler.
Aangezien zowel de digitale I/O als de IO-Link altijd in alle aandrijvingen van de serie zijn geïntegreerd, kunnen de voordelen van beide opties worden benut, bijvoorbeeld de inbedrijfstelling met IO-Link en de besturing via digitale I/O.
Met alle kenmerken van een softwarevrije inbedrijfstelling en een eenvoudige besturing via digitale I/O en IO-Link, gecombineerd in een compacte, geïntegreerde aandrijfeenheid, combineert de Simplified Motion Series nu voor het eerst op ideale wijze de eenvoud van de pneumatiek met de voordelen van elektrische automatisering. Zo kunnen machinefabrikanten nu elektrische aandrijvingen nu ook voor zeer eenvoudige taken gebruiken en hun machines naar een nieuw prestatieniveau tillen.