Az egyszerű mozgatási és pozícionálási feladatokhoz még mindig a pneumatika a legmegfelelőbb eszköz. A digitalizálódó világban azonban egyre inkább elengedhetetlenné válik az elektromos automatizálás és a folyamatos információáramlás a munkadarabtól a vezérlőn át a felhőig: ez ugyanis lehetővé teszi az üzembe helyezési idők csökkentését, szavatolja a költséghatékony gyártást és a rövidebb termék-életciklusok megvalósítását. Az elektromos automatizálási megoldások magasabb beruházási költségeit tehát a gyártás közben elért megtakarítások fedezik. Most már ezek üzembe helyezése is gyorsan és egyszerűen végezhető. Hogyan működik ez? A Simplified Motion Series komponenseivel.
Ismerje meg a Simplified Motion sorozatot és a tervezőeszközt a videóban
Nézze meg az első videóban, hogy milyen funkciókat tartalmaz az egyszerű elektromos automatizálás. A második videóban mindent megtudhat a Simplified Motion Seriesről - egyértelműen elmagyarázva. A harmadik videó azt mutatja be, hogyan lehet a Solution Finderrel lépésről lépésre, egyetlen eszközzel elvégezni a méretezést.
A pneumatika egyszerűsége az elektromos automatizálás előnyeivel kombinálva
Az egyszerű mozgatási és pozícionálási feladatokhoz még mindig a pneumatika az ideális eszköz. Az elektromos automatizálás folyamatos információáramlást tesz lehetővé a munkadarabtól a vezérlőn át a felhőig: ez lehetővé teszi az üzembe helyezési idők csökkentését, a költséghatékony gyártást és a rövidebb termékéletciklusok kezelését.
A Simplified Motion Series ideális erre a célra. Ez különböző elektromechanikus elemekből áll, amelyekhez egy motor és egy hajtásszabályozó alkalmazáshoz optimalizált kombinációja – az úgynevezett beépített hajtás – tartozik. A rendszer gyorsan és egyszerűen üzembe helyezhető - külső szervohajtás-szabályozó nélkül. A hajtóművek ideálisak két mechanikus végállás közötti egyszerű mozgásokhoz, a közbülső helyzettel együtt. Ennek ellenére nem kell lemondania az optimalizált mozgáskarakterisztikákról sem, például a finoman csillapított visszahúzásról végállásba vagy az egyszerűsített sajtolási és szorítási funkcióról.
"A Simplified Motion Series segítségével sikerült egyesítenünk a pneumatika egyszerűségét az elektromos hajtástechnika előnyeivel. Ez lehetővé teszi ügyfeleink számára, hogy a legegyszerűbb mozgatási és pozícionálási feladatokat alacsony költséggel, elektromosan oldják meg."
Bernd Schäfer
Termékmenedzsment, elektromos hajtások, Festo SE & Co. KG
Egyszerű üzembe helyezés a Plug and work elv révén
A Plug and work elv szerinti üzembe helyezéshez nincs szükség sem szoftverre, sem számítógépre, mivel minden paraméter kézzel állítható be a hajtóművön. A Simplified Motion Series közvetlenül a vezérlőhöz csatlakoztatható az alapfelszereltséghez tartozó digitális I/O (DIO) vagy az IO-Link segítségével.
A rendelkezésre álló alapfunkciókat a digitális I/O-n (DIO) keresztül lehet beállítani:
- Sebesség és erő
- Referencia végállás és csillapítás
- Végállások
Az IO-Link segítségével további kiterjesztett funkciók állnak rendelkezésre:
- Mozgatási paraméterek távbeállítása
- Másolás és biztonsági mentés funkció a paraméterek átvitelére a hajtómű és a számítógép között, illetve számítógépről egy másik azonos hajtóműre
- Folyamatparaméterek olvasási funkciói
- Firmware frissítés (a már telepített termékek esetében is)
- Állítható közbülső helyzet
1) Üzembe helyezés
A rendszer üzembe helyezéséhez minden paramétert közvetlenül a beépített hajtáson állíthat be, egyszerű és intuitív módon, terjedelmes vagy bonyolult kezelési útmutatók nélkül:
- „Out” és „In” mozgás sebessége
- Hajtómű ereje „Out” pozícióban
- Referencia véghelyzet beállítása
- „Erőszabályozott mozgás kezdete” pozíció beállítása
- Kézi indítás DIO-jelek szimulálásával (mintha kézi segédműködtetést használna)
2) elektromos csatlakozás
- Egyszerű csatlakozás az M12 dugaszos technikával
- Power (4 pólusú): tápellátás a motor számára
- Logic (8 pólusú): vezérlőjel, érzékelőjel és áram az integrált elektronika számára
3) Közbülső helyzet
Az IO-Link segítségével kijelölhet egy közbbülső helyzetet, és a mozgás ezen a meghatározott pozícióban megszakítható a löket alatt. A hajtómű ezután a végállásba áll. Ez mindkét mozgásirányra vonatkozik.
A Simplified Motion Series funkciója és konfigurálása
Alapprofil két végállás közötti mozgatáshoz. Sebességszabályozással.
Alapprofil két végállás közötti mozgatáshoz, közbülső helyzettel.
Kiterjesztett mozgásprofil az egyszerűsített préselési és szorítási funkcióhoz. Sebesség- és erőszabályozással.
Tipikus alkalmazások Simplified Motion Series komponensekkel
Szortírozás
Két különböző munkadarab szétválogatása:
EPCS elektrohenger, ERMS fordító hajtómű, ELGS-BS golyósorsós tengely
Három különböző munkadarab válogatása egy közbülső helyzettel:
ERMS fordító hajtómű
Préselés
A munkadarab bepréselése:
EGSS mini szánegység
Két különböző munkadarab bepréselése egy közbülső helyzettel:
EGSS mini szánegység
Átadás
A munkadarab áthelyezése:
ELGS-TB fogasszíjas tengely , EPCS elektrohenger , ERMS fordító hajtómű
Két különböző munkadarab áthelyezése és válogatása egy közbülső helyzet segítségével:
ELGS-TB fogasszíjas tengely
Emelés
Munkadarab emelése:
ELGS-BS golyósorsós tengely , EGSS mini szánegység , EPCS elektrohenger
Két különböző munkadarab emelése és elosztása egy közbülső helyzet segítségével:
ELGS-BS golyósorsós tengely , EGSS mini szánegység
Szortírozás és csomagolás
Buborékcsomagolások és munkadarabok válogatása és csomagolása:
EPCE elektrohenger
Miért fejlesztettük ki a Simplified Motion Seriest?
Egyszerű alkalmazásokhoz és mozgatási feladatokhoz általában pneumatikus hajtóművek használatosak. Ezek ugyanis egyszerűen telepíthetők és vezérelhetők, és beruházási költségük is rendkívül kedvező.
A Festo, a pneumatikus és elektromos automatizálási komponensek vezető szállítója az új Simplified Motion Series sorozatával a pneumatika egyszerűségét hozza el az elektromos automatizálás világába.
Bár az egyszerű mozgásokat igénylő alkalmazásokban továbbra is a pneumatika az előnyben részesített megoldás, a technológia egyre inkább szembesül a digitalizált világ elvárásaival. Ebben már valós idejű információkra van szükség a hajtómű állapotáról, mivel így csökkenthetők az üzembe helyezési idők, biztosítható a költséghatékony gyártás és megvalósíthatók a rövidebb termék-életciklusok.
Bár a pneumatikus hajtóművek számítanak a vonzóbb technológiának, legalábbis a beruházási költségeket tekintve, érdemes a TCO-t is megvizsgálni.
A diagnosztika és a big data folyamatos információáramlást igényel a munkadarabtól a vezérlőn át a felhőig. A hagyományos pneumatikus rendszerek nem képesek ennek megfelelni, hiszen a sűrített levegő nem képes adatokat továbbítani. Ha ezeket a tényezőket is figyelembe vesszük, akkor nem meglepő, hogy a gépgyártók egyre inkább a pneumatika értékes kiegészítőjeként vagy akár alternatívájaként tekintenek az elektromos mozgatásra.
Miért nem történt még meg akkor az átállás a pneumatikáról az elektromosságra?
Az automatizálás területén megfigyelhető kereslet és trendek fényében azt várhatnánk, hogy az átállás sokkal gyorsabb lesz, mint ahogy az valójában zajlik. Ez akár az új pneumatikai termékek és technológiák kifejlesztésével is magyarázható lenne, amelyek kiforrott technikát biztosítanának az ilyen új igények kielégítésére.
A kézenfekvőbb magyarázat azonban az, hogy a gépekben zajló összetett mozgások túlnyomó többségét ma már elektromos hajtásokkal oldják meg, míg az egyszerű mozgások könnyen megoldhatók pneumatikával.
Ezen a területen az elektromos hajtásoknak azonban van néhány hiányosságuk: még mindig túl drágák, üzembe helyezésük pedig túl bonyolult. Egy pneumatikus rendszer könnyen üzembe helyezhető minimális szakismeretekkel és egy csavarhúzóval, míg az elektrohengerek két véghelyzet közötti egyszerű mozgatásához szélesebb körű villamossági képzés és szakértelem, valamint szoftveres ismeretek szükségesek. A Festo az egyszerű elektromos hajtások iránti piaci igényre fordította a figyelmét, és kifejlesztette a Simplified Motion Series sorozatot.
Mi az előnye ennek a tisztán elektromos automatizáláshoz képest?
A Festo Simplified Motion Series tehát nem csupán elektromos hajtásrendszerek új sorozata, mivel azt már a kezdetektől fogva a könnyű telepítést szem előtt tartva terveztük meg.
A 2019 szeptemberében bevezetett Simplified Motion Series lényege egy új, beépített motor, amely fix hajtó egységgel rendelkezik, és készre szerelve használható mechanikus hajtóművek egész sorához. Ez lineáris és forgató mozgásokat tesz lehetővé különböző méretekben.
A koncepció így nemcsak a beépítéshez szükséges helyigényt csökkenti, hanem a telepítési időt és a gyártási folyamat költségeit is.
Mik az előnyei a pneumatikával szemben?
Egy mechanikus telepítési koncepció önmagában nem elég a pneumatikához képesti hátrányok kiküszöböléséhez. A döntő tényező a funkcionalitás. A Simplified Motion Series esetében ezért volt szükség a mozgások összetettségének csökkentésére összpontosítani, hogy valódi alternatívát hozhassunk létre.
A pneumatikus aktuátoroknál egy egyszerű mozgást két mechanikusan definiált végállás között kemény ütközővel vagy csillapítással szokás megoldani, de a ciklusidő nem mindig reprodukálható 100%-osan. A Simplified Motion Series sorozatnál egy fixen beállított gyorsítási és lassítási rámpát kombináltunk állandó sebességgel, hogy lágyan csillapított és reprodukálható mozgásokat valósíthassunk meg.
A pneumatika egyik fantasztikus tulajdonsága, hogy további költségek nélkül képes átváltani dinamikus mozgásról préselő üzemmódra. A hagyományos elektromos hajtástechnikával ugyanez csak sok programozási munkával valósítható meg.
Az új sorozatban ezt most intelligens módon oldottuk meg. Csupán lerövidítettük a sebességszabályozott útszakaszt, majd annak végén a dinamikus mozgás erőszabályozott préselő mozgásba megy át, amihez nincs szükség programozásra, a funkció közvetlenül a hajtóművön állítható be.
További előnyei a szoftvermentes üzembe helyezés valamint a digitális I/O és IO-Link
A pneumatika egyszerűségét az elektromos hajtások előnyeivel ötvöző koncepciót a vezérlőegységnél is alkalmaztuk, így szoftver nélküli üzembe helyezést kínálunk az egyszerű hajtóművek legkorszerűbb vezérlési lehetőségeivel, digitális I/O-val és IO-Linkkel kombinálva. A beépített motor két szabványos csatlakozóval rendelkezik, és a „Plug and work” elve alapján működik: nincs szükség se szoftverre, se paraméterezésre.
Az ugyanilyen könnyű kezelés érdekében minden beállítás közvetlenül a motoron végezhető el három gomb és az egyértelmű LED-es menü segítségével. A sebesség és az erő mindkét irányban beállítható. A gombok ezen kívül a referencia végállás és a sebesség- és erőszabályozás közötti átmenet beállítására is használhatók. Végezetül a demó üzemmód segítségével minden mozdulat közvetlenül a készüléken tesztelhető. Ezáltal a gép összes tengelye teljeskörűen üzembe helyezhető anélkül, hogy a szoftvermérnöknek ki kellene nyitni a laptopját.
A hajtóművek a legegyszerűbben a két digitális bemeneten keresztül vezérelhetők, egy 5/3-utas pneumatikus szelephez hasonlóan, ami nagyon költséghatékony telepítést tesz lehetővé. A két digitális kimeneten keresztül a közelítéskapcsolókhoz hasonlóan – de azok többletköltségei nélkül – a végállások elérése is lekérdezhető.
A sorozat legérdekesebb tulajdonsága azonban az alapfelszereltséghez tartozó IO-Link, amely összekapcsolja az egyszerű elektromos hajtásokat az Ipar 4.0 és a digitalizáció világával. Az IO-Link segítségével minden paraméter továbbítható, átmásolható több hajtóműre, illetve a hajtómű meghibásodása esetén biztonsági mentésre is felhasználható. Továbbá más paraméterek, például a megtett útszakasz és a munkaciklusok száma is egyszerűen kiolvasható. Ezek az adatok ezután megelőző karbantartásra használhatók fel vagy feltölthetők a felhőbe. Az IO-Link továbbá lehetőséget biztosít a mozgás megállítására egy előre definiált közbenső pozícióban löket közben, így nincs szükség a pneumatikában használt mechanikus ütközőkre. Ez még rugalmasabbá teszi a Simplified Motion Series komponenseket.
Mivel a sorozat minden hajtóműve mind digitális I/O-val, mind IO-Linkkel rendelkezik, így mindkét lehetőség előnyei kihasználhatók: üzembe helyezés IO-Linken keresztül és vezérlés a digitális I/O-n keresztül.
A digitális I/O-n és IO-Linken keresztüli szoftver nélküli üzembe helyezéssel és egyszerű vezérléssel, mindezt egy kompakt, integrált hajtó egységbe építve, a Simplified Motion Series révén először sikerült ideálisan ötvözni a pneumatika egyszerűségét az elektromos automatizálás előnyeivel. A gépgyártók így már nagyon egyszerű feladatokhoz is használhatnak elektromos hajtásokat, és ezzel új teljesítményszintre emelhetik gépeiket.