Pneumatik ist nach wie vor das Mittel der Wahl für einfache Bewegungs- und Positionieraufgaben. In einer mehr und mehr digitalisierten Welt wird jedoch die elektrische Automatisierung und ein durchgängiger Informationsfluss vom Werkstück zur Steuerung bis hin zur Cloud unerlässlich: So können Sie Inbetriebnahmezeiten reduzieren, eine kosteneffiziente Produktion gewährleisten und kürzere Produktlebenszyklen handhaben. Die höheren Investitionskosten elektrischer Automatisierungslösungen werden also durch Einsparungen im laufenden Betrieb abgedeckt. Und auch die Inbetriebnahme gelingt jetzt einfach und schnell. Wie das geht? Mit unserer Simplified Motion Series.
Erleben Sie die Simplified Motion Series und das Auslegungstool im Video
Sehen Sie im ersten Video, welche Funktionen in der einfachen elektrischen Automatisierung stecken. Im zweiten Video erfahren Sie alles rund um die Simplified Motion Series – ganz einfach erklärt. Das dritte Video zeigt, wie Sie mit dem Solution Finder Schritt für Schritt in einem Tool auslegen.
Die Einfachheit der Pneumatik kombiniert mit den Vorteilen elektrischer Automatisierung
Pneumatik ist nach wie vor ideal für einfache Bewegungs- und Positionieraufgaben. Mit elektrischer Automatisierung wird jedoch ein durchgängiger Informationsfluss vom Werkstück zur Steuerung bis hin zur Cloud möglich: So können Sie Inbetriebnahmezeiten reduzieren, kosteneffizient produzieren und kürzere Produktlebenszyklen handhaben.
Simplified Motion Series eignen sich dafür bestens. Sie bestehen aus unterschiedlichen Elektromechaniken mit einer anwendungsoptimierten Kombination aus Motor und Antriebsregler, dem sogenannten integrierten Antrieb. Sie können das System schnell und einfach in Betrieb nehmen – ohne externen Servoantriebsregler. Die Antriebe sind ideal für einfache Bewegungen zwischen zwei mechanischen Endlagen inklusive Zwischenposition. Auf optimierte Bewegungs-Charakteristiken, sanft gedämpftes Einfahren in die Endlage oder eine vereinfachte Press- und Klemm-Funktion müssen Sie aber dennoch nicht verzichten.
„Mit unserer Simplified Motion Series haben wir es geschafft, die Einfachheit der Pneumatik mit den Vorzügen der elektrischen Antriebstechnik zu verbinden. Damit können unsere Kunden einfachste Bewegungs- und Positionieraufgaben kostengünstig elektrisch lösen.“
Bernd Schäfer
Product Management Electric Actuators, Festo SE & Co. KG
Semplice messa in servizio tramite plug and work
Per la messa in servizio secondo il principio plug and work non è necessario alcun software o PC, poiché tutti i parametri sono impostati manualmente sull'attuatore. È possibile collegare la Simplified Motion Series direttamente al comando tramite I/O digitali (DIO) o IO-Link, entrambi integrati di serie.
Le funzioni di base disponibili possono essere impostate tramite I/O digitali (DIO):
- Velocità e forza
- Posizione terminale di riferimento e ammortizzazione
- Posizioni terminali
Ulteriori funzioni avanzate sono disponibili tramite IO-Link:
- Impostazione remota dei parametri di movimento
- Funzione di copia e backup per il trasferimento dei parametri, tra l'attuatore e il computer, o dal computer a un altro attuatore identico
- Funzioni di lettura dei parametri di processo
- Update del firmware (anche per tutti i prodotti già installati)
- Posizione intermedia regolabile
1) Messa in servizio
Per mettere in funzione il sistema, impostare tutti i parametri direttamente sull'azionamento integrato, in modo semplice e intuitivo, senza istruzioni per l´uso estese o complesse:
- Velocità per il movimento "Out" e "In"
- Forza dell'attuatore in posizione "Out"
- Impostazione della posizione terminale di riferimento
- Impostazione della posizione "Avvia movimento a forza controllata"
- Avvio manuale mediante simulazione di segnali DIO (analogo a un azionatore manuale)
2) Connessione elettrica
- Attacco semplice mediante sistema a connettori M12
- Power (4 pin): alimentazione di tensione per il motore
- Logic (8 pin): segnale di comando, segnale del sensore e corrente per l'elettronica integrata
3) Posizione intermedia
È possibile selezionare una posizione intermedia tramite IO-Link, e interrompere il movimento in questa posizione definita durante la corsa. Infine, l'attuatore si muove ulteriormente verso la posizione terminale. Ciò vale per entrambe le direzioni di movimento.
Funzione e configurazione di Simplified Motion Series
Profilo base per il movimento tra due posizioni terminali, a velocità controllata.
Profilo base per il movimento tra due posizioni terminali: a velocità controllata con posizione intermedia.
Profilo di movimento ampliato per la funzione semplificata di pressatura e serraggio, a velocità e forza controllate.
Applicazioni tipiche con Simplified Motion Series
Classificazione
Smistamento di due diversi pezzi con:
Cilindro elettrico EPCS , attuatore rotativo ERMS , asse a vite ELGS-BS
Smistamento di tre diversi pezzi utilizzando una posizione intermedia con:
Attuatore rotativo ERMS
Pressatura
Pressatura di un pezzo con:
Mini slitta EGSS
Pressatura in due diversi pezzi utilizzando una posizione intermedia con:
Mini slitta EGSS
Trasferimento
Trasferimento di un pezzo con:
Asse cinghia dentata ELGS-TB , cilindro elettrico EPCS , attuatore rotativo ERMS
Trasferimento e smistamento di due diversi pezzi utilizzando una posizione intermedia con:
Asse a cinghia dentata ELGS-TB
Sollevamento
Sollevamento di un pezzo con:
Asse a vite ELGS-BS , mini-slitta EGSS , cilindro elettrico EPCS
Sollevamento e distribuzione di due diversi pezzi utilizzando una posizione intermedia con:
Asse a vite ELGS-BS , mini-slitta EGSS
Perché è stata sviluppata la Simplified Motion Series?
Gli attuatori pneumatici vengono preferiti per applicazioni semplici e operazioni di movimento. Questi combinano semplicità di installazione e comando con costi di investimento estremamente ridotti. Festo, in qualità di fornitore leader di componenti per l'automazione pneumatica ed elettrica, sta introducendo la semplicità della pneumatica nel mondo dell'automazione elettrica con la nuova Simplified Motion Series.
Sebbene la pneumatica sia la soluzione preferita per le applicazioni che richiedono movimenti semplici, questa tecnologia si trova sempre più di fronte a un mondo digitalizzato. Qui sono richieste informazioni aggiornate sullo stato dell'attuatore per ridurre i tempi di messa in servizio, garantire una produzione efficiente dal punto di vista dei costi e gestire cicli di vita più brevi. Inoltre, nonostante gli attuatori pneumatici rappresentino la tecnologia più interessante in termini di costi di investimento, bisogna tenere in considerazione i costi totali e costo totale di proprietà (Total Cost of Ownership). La diagnostica e i Big Data richiedono un flusso continuo di informazioni dal pezzo al comando e al Cloud. I sistemi pneumatici tradizionali riscontrano problemi con questa sfida, poiché l'aria compressa non può trasmettere dati. Se si prendono in considerazione questi fattori, non sorprende che i produttori di macchine vedano sempre più il movimento elettrico come una preziosa aggiunta o addirittura un'alternativa alla pneumatica.
Allora perché il passaggio dalla pneumatica all'elettrica non è ancora avvenuto?
Se si osservano le esigenze e le tendenze dell'automazione, ci si aspetterebbe che la transizione proceda molto più velocemente di quanto in realtà non faccia. Ciò potrebbe essere spiegato dallo sviluppo di nuovi prodotti pneumatici e nuove tecnologie, che rispondono a questi nuovi requisiti grazie a una tecnologia sofisticata. Tuttavia, la spiegazione più ovvia è che i movimenti più complessi nelle macchine sono già azionati da attuatori elettrici e che i movimenti semplici possono essere facilmente attivati dalla pneumatica.
E in questo settore, gli attuatori elettrici presentano alcuni deficit: sono ancora troppo costosi e la loro messa in servizio è eccessivamente complessa. Un sistema pneumatico può essere facilmente messo in funzione disponendo di una moderata competenza e un cacciavite, mentre sono necessarie ampie competenze e formazione nel campo dell'elettronica e conoscenze dei software per spostare con semplicità cilindri elettrici tra due posizioni terminali. Festo ha colto questa esigenza di mercato di semplici attuatori elettrici e l'ha risolto con la Simplified Motion Series.
Qual è il vantaggio rispetto alla pura automazione elettrica?
La Simplified Motion Series di Festo non è quindi soltanto una nuova serie di sistemi di azionamento elettrici, ma è stata sviluppata da zero con lo scopo di facilitare l'installazione.
Il nucleo della Simplified Motion Series, lanciata a settembre 2019, è composto da un nuovo motore integrato con un'unità di azionamento fissa ed è disponibile pre-assemblata per un'intera gamma di attuatori meccanici. Ciò consente movimenti lineari e rotativi con numerose dimensioni diverse. Questo sistema non solo riduce lo spazio richiesto per l'installazione, ma anche i tempi di installazione e i costi nel processo di produzione.
Qual è il vantaggio rispetto alla pneumatica?
Un concetto di installazione meccanica di per sé non aiuta a colmare il divario con la pneumatica. Il fattore decisivo è la funzionalità. È quindi necessario concentrarsi sulla riduzione della complessità del movimento nella Simplified Motion Series, al fine di realizzare una vera alternativa.
In un attuatore pneumatico, un semplice movimento tra due posizioni terminali definite meccanicamente si ottiene tramite un arresto meccanico duro o un'ammortizzazione e il tempo di ciclo non è sempre riproducibile al 100%. Nella Simplified Motion Series una rampa di accelerazione e decelerazione fissa viene combinata a una velocità costante, al fine di ottenere un movimento leggermente ammortizzato e riproducibile.
La pneumatica dispone della meravigliosa funzionalità di poter passare da un movimento dinamico a una modalità pressante senza costi aggiuntivi. Nella tradizionale tecnologia di attuatori elettrici, questo risultato può essere raggiunto solo attraverso un maggiore sforzo di programmazione. Nella nuova serie, questa condizione viene risolta in maniera intelligente. La distanza a velocità controllata viene semplicemente ridotta e a questo punto il movimento dinamico si trasforma quindi in un movimento pressante a forza controllata, senza sforzi di programmazione e senza programmazione diretta sull'attuatore.
Ulteriori vantaggi: messa in servizio senza software e I/O digitali e IO-Link
Il concetto di combinare la semplicità della pneumatica ai vantaggi degli attuatori elettrici viene trasferito anche all'unità di comando che unisce la messa in servizio senza software alle più recenti opzioni di comando per attuatori semplici: I/O digitali e IO-Link. Il motore integrato è dotato di due connessioni standard e si basa sul principio "plug and work": non sono necessari software e parametrizzazioni.
Per garantire la stessa semplicità di utilizzo, tutte le impostazioni possono essere effettuate direttamente sul motore mediante tre pulsanti e un menu LED di facile comprensione. La velocità e la forza possono essere impostate per entrambe le direzioni. I pulsanti vengono anche utilizzati per impostare la posizione terminale di riferimento e il punto di transizione tra regolazione della velocità e della forza. Infine, tutti i movimenti possono essere testati direttamente sull'unità utilizzando la modalità demo. Ciò significa che tutti gli assi sulla macchina possono essere completamente messi in servizio senza che l'ingegnere del software debba aprire il suo laptop.
Il modo più semplice per controllare gli attuatori è tramite due ingressi digitali, in modo simile a una valvola pneumatica a 5/3 vie, che consente un'installazione molto economica. Mediante due uscite digitali è anche possibile vedere se, come per un sensore di finecorsa, sono state raggiunte le posizioni terminali, ma senza i relativi costi aggiuntivi.
La caratteristica più interessante della serie, tuttavia, è la funzionalità standard IO-Link integrata, che collega semplici attuatori elettrici al mondo dell'Industria 4.0 e alla digitalizzazione. Con IO-Link tutti i parametri possono essere trasferiti in remoto, copiati su più attuatori o utilizzati come backup in caso di guasto di un attuatore. Inoltre, è possibile leggere facilmente altri parametri, quali ad esempio la distanza percorsa e il numero di cicli di lavoro. Questi dati possono quindi essere utilizzati per la manutenzione preventiva o inviati al Cloud. Infine, con IO-Link è anche possibile arrestare il movimento in una posizione intermedia predefinita nel mezzo della corsa, evitando arresti meccanici, come è consuetudine nella pneumatica. Ciò rende la Simplified Motion Series ancora più flessibile.
Poiché sia gli I/O digitali sia l'IO-Link sono sempre integrati in tutti gli attuatori della serie, è possibile sfruttare entrambe le opzioni, ad esempio la messa in servizio con IO-Link e il comando tramite I/O digitali.
Grazie a tutte le caratteristiche della messa in servizio senza software e del comando semplice tramite I/O digitali e IO-Link, combinati in un'unità di azionamento integrata e compatta, la semplicità della pneumatica è per la prima volta idealmente combinata ai vantaggi dell'automazione elettrica grazie alla Simplified Motion Series. I produttori di macchine possono ora utilizzare attuatori elettrici anche per operazioni molto semplici e, di conseguenza, elevare le loro macchine a un nuovo livello di prestazioni.