Pneumatyka jest nadal narzędziem wybieranym do prostych zadań związanych z przemieszczaniem i pozycjonowaniem. Jednak w coraz bardziej cyfrowym świecie automatyka elektryczna i ciągły przepływ informacji z obrabianego przedmiotu do sterownika i do chmury stają się niezbędne: pozwala to skrócić czas uruchomienia, zapewnić ekonomiczną produkcję i skrócić cykl życia produktu. Wyższe koszty inwestycyjne rozwiązań z zakresu automatyki elektrycznej są więc pokrywane przez oszczędności w bieżącej eksploatacji. Również uruchomienie jest teraz szybkie i łatwe. Jak to działa? Dzięki naszej Simplified Motion Series.
Zobacz film "Simplified Motion Series" oraz narzędzie do projektowania
Zobacz na pierwszym filmie, jakie funkcje są dostepne w systemie SMS. W drugim filmie dowiesz się wszystkiego o Simplified Motion Series Trzeci film pokazuje, jak za pomocą narzędzia Solution Finder krok po kroku dobrać odpowiedni system napędowy
Prostota pneumatyki połączona z zaletami automatyki elektrycznej
Pneumatyka jest nadal idealna do prostych zadań związanych z przemieszczaniem i pozycjonowaniem. Jednak dzięki napędom elektrycznym możliwy jest ciągły przepływ informacji od obrabianego przedmiotu poprzez sterownik maszyny aż do chmury: pozwala to skrócić czas rozruchu, produkować taniej i łatwo dostosowywać się do nowych referencji
Idealnie nadają się do tego napędy z seri Simplified Motion Series Składają się one z różnych układów elektromechanicznych oraz zoptymalizowanego pod kątem danego zastosowania połączenia silnika i sterownika silnika, tzw. napędu zintegrowanego. System można uruchomić szybko i łatwo - bez konieczność stosowania jakiegokolwiek oprogramowania narzędziowego Napędy te są idealne do wykonywania przemieszczenia pomiędzy dwoma mechanicznymi położeniami krańcowymi, w tym także położeniami pośrednimi. Nie trzeba jednak rezygnować ze zoptymalizowanej charakterystyki ruchu, łagodnie tłumionego wejścia w położenie krańcowe czy uproszczonej funkcji wciskania i zaciskania.
"Dzięki naszej serii Simplified Motion udało nam się połączyć prostotę pneumatyki z zaletami technologii napędu elektrycznego. Dzięki temu nasi klienci mogą rozwiązywać najprostsze zadania związane z ruchem i pozycjonowaniem w sposób elektryczny przy niskich kosztach."
Bernd Schäfer
Product Management Electric Actuators, Festo SE & Co. KG
Proste uruchomienie dzięki funkcji Plug and work
Do uruchomienia zgodnie z zasadą "plug-and-work" nie jest potrzebne ani oprogramowanie, ani komputer, ponieważ wszystkie parametry są ustawiane ręcznie na napędzie. Za pośrednictwem cyfrowych We/Wy (DIO) lub IO-Link, które są standardowo zintegrowane, można podłączyć urządzenia Simplified Motion Series bezpośrednio do układu sterowania.
Dostępne funkcje podstawowe można ustawić za pomocą cyfrowych We/Wy (DIO):
- Prędkość i siła
- Końcowe położenie odniesienia i amortyzacja
- Pozycje końcowe
Dodatkowe, rozszerzone funkcje są dostępne za pośrednictwem IO-Link:
- Zdalne ustawianie parametrów ruchu
- Funkcja kopiowania i tworzenia kopii zapasowych dla transferu parametrów pomiędzy napędem a komputerem lub z komputera na inny identyczny napęd
- Funkcje odczytu parametrów procesu
- Aktualizacja oprogramowania sprzętowego
- Dowolne położenie pośrednie
1 Uruchomienie
Aby uruchomić system, należy ustawić wszystkie parametry bezpośrednio na zintegrowanym napędzie - prosto i intuicyjnie, bez obszernych i skomplikowanych instrukcji obsługi:
- Prędkość dla ruchu "Out" i "In"
- Siła napędu w pozycji "Out"
- Ustawienie pozycji końcowej odniesienia
- Ustawienie pozycji "Początek ruchu sterowanego siłą
- Ręczny start poprzez symulację sygnałów DIO (analogicznie do ręcznego przesterowania)
2 Przyłącze elektryczne
- Proste podłączenie dzięki wtyczce M12
- Zasilanie (4-pin): Zasilanie silnika
- Układ logiczny (8-pin): sygnał sterujący, sygnał z czujnika i prąd dla zintegrowanej elektroniki
3 Położenie pośrednie
Można zdefiniować pozycję pośrednią i za pośrednictwem IO-Link wysterować napęd do pozycjonowania się w tej pozycji Następnie napęd przechodzi do położenia krańcowego. Dotyczy to obu kierunków ruchu.
Funkcje i konfiguracja Simplified Motion Series
Profil podstawowy do przemieszczania między dwoma położeniami krańcowymi, z regulacją prędkości.
Podstawowy profil ruchu do przemieszczania między dwoma położeniami krańcowymi: sterowannie prędkością z położeniem pośrednim.
Rozszerzony profil ruchu dla uproszczonych funkcji wciskania i mocowania oraz sterowania prędkością i siłą.
Typowe zastosowania z serią Simplified Motion
Sortowanie
Sortowanie przedmiotów za pomocą:
Siłownik elektryczny EPCS , napęd obrotowy ERMS , napęd z śrubą ELGS-BS
Sortowanie elementów przy użyciu pozycji pośredniej:
Siłownik obrotowy ERMS
Wciskanie
Wciskanie elementu za pomocą:
Napęd EGSS
Wciskanie dwóch różnych elementów przy użyciu pozycji pośredniej z:
Napęd EGSS
Przenieś
Przenoszenie przedmiotu za pomocą:
Napęd z pasem zębatym ELGS-TB , siłownik elektryczny EPCS , napęd obrotowy ERMS
Przenoszenie i sortowanie przedmiotów przy użyciu pozycji pośredniej z:
Napęd z pasem zębatym ELGS-TB
Podnoszenie
Podnoszenie przedmiotu za pomocą:
Napęd z śrubą ELGS-BS , napędz śrubą EGSS , siłownik elektryczny EPCS
Podnoszenie i rozdzielanie przedmiotów przy użyciu pozycji pośredniej z:
Napęd z śrubą ELGS-BS , Napęd z śrubą EGSS
Zatrzymywanie
Zatrzymanie i trzymanie przedmiotu za pomocą:
Napę obrotowy ERMS, siłownik elektryczny EPCS
Dlaczego opracowano Simplified Motion Series ?
Napędy pneumatyczne są preferowanym wyborem dla prostych zastosowań i zadań ruchu. Łączą one w sobie prostą instalację i sterowanie z bardzo atrakcyjnymi kosztami inwestycyjnymi.
Festo, jako wiodący dostawca zarówno pneumatycznych, jak i elektrycznych elementów automatyki, wprowadza prostotę pneumatyki do świata automatyki elektrycznej dzięki nowej Simplified Motion Series.
Mimo że pneumatyka jest preferowanym rozwiązaniem w zastosowaniach wymagających prostych ruchów, technologia ta coraz częściej staje w obliczu cyfryzacji świata. W tym przypadku aktualne informacje o stanie napędu są niezbędne, aby skrócić czas uruchomienia, zapewnić ekonomiczną produkcję i skrócić cykl życia produktu końcowego.
Ponadto, nawet jeśli siłowniki pneumatyczne są bardziej atrakcyjną technologią pod względem kosztów inwestycyjnych, należy wziąć pod uwagę całkowity koszt posiadania.
Diagnostyka i Big Data wymagają ciągłego przepływu informacji z obrabianego przedmiotu do sterownika i do chmury. Tradycyjne systemy pneumatyczne mają problemy z tym wyzwaniem, ponieważ sprężone powietrze nie może przesyłać danych. Biorąc pod uwagę te czynniki, nie jest zaskakujące, że producenci maszyn coraz częściej postrzegają ruch elektryczny jako cenne uzupełnienie lub nawet alternatywę dla pneumatyki.
Dlaczego więc nie nastąpiło jeszcze odejście od pneumatyki na rzecz elektryki?
Patrząc na popyt i trendy w automatyzacji, można by się spodziewać, że przejście to nastąpi znacznie szybciej niż ma to miejsce w rzeczywistości. Można to wyjaśnić rozwojem nowych produktów i technologii pneumatycznych, odpowiadających na te nowe wymagania przy użyciu dojrzałej technologii.
Bardziej oczywistym wyjaśnieniem jest jednak to, że większość złożonych ruchów w maszynach jest już rozwiązana za pomocą napędów elektrycznych, a proste ruchy można łatwo rozwiązać za pomocą pneumatyki.
W tej dziedzinie napędy elektryczne mają pewne braki: na przykład są nadal zbyt drogie, a ich uruchamianie jest zbyt skomplikowane. System pneumatyczny można łatwo uruchomić, dysponując niewielką wiedzą i śrubokrętem, natomiast do prostego przemieszczania siłowników elektrycznych między dwoma położeniami krańcowymi potrzebne są bardziej zaawansowane szkolenia i wiedza z zakresu elektryki, a także znajomość oprogramowania. Firma Festo wyszła naprzeciw temu zapotrzebowaniu rynku na proste napędy elektryczne i rozwiązała je za pomocą Simplified Motion Series.
Jaka jest przewaga nad czystą automatyką elektryczną?
Simplified Motion Series firmy Festo to nie tylko nowa gama elektrycznych układów napędowych, ale także produkty zaprojektowane od podstaw z myślą o prostocie instalacji.
Rdzeniem serii Simplified Motion, wprowadzonej na rynek we wrześniu 2019 roku, jest nowy zintegrowany silnik ze stałą jednostką napędową, dostępny w postaci gotowej do wstępnego montażu dla całej gamy napędów mechanicznych. Umożliwia to wykonywanie ruchów liniowych i obrotowych w szerokim zakresie różnych wielkości.
Koncepcja ta nie tylko zmniejsza przestrzeń potrzebną do instalacji, ale także czas i koszty instalacji w procesie produkcji.
Jaka jest przewaga nad pneumatyką?
Sama koncepcja instalacji mechanicznej nie pomaga w wypełnieniu luki w stosunku do pneumatyki. Decydującym czynnikiem jest funkcjonalność. Dlatego konieczne jest skupienie się na zmniejszeniu złożoności ruchu w Simplified Motion Series w celu stworzenia prawdziwej alternatywy.
W siłowniku pneumatycznym prosty ruch pomiędzy dwoma mechanicznie zdefiniowanymi położeniami końcowymi jest rozwiązywany za pomocą twardego zderzaka lub amortyzacji, co powoduje, że czas cyklu nie zawsze jest w 100% powtarzalny. W Simplified Motion Series stała rampa przyspieszenia i opóźnienia jest połączona ze stałą prędkością w celu uzyskania płynnego, tłumionego i powtarzalnego ruchu.
Pneumatyka ma tę wspaniałą cechę, że bez dodatkowych kosztów może przejść z ruchu dynamicznego do trybu wciskania. W przypadku tradycyjnej technologii napędu elektrycznego można to osiągnąć jedynie poprzez zwiększenie nakładów na programowanie.
W nowej serii problem ten został rozwiązany w inteligentny sposób. W tym przypadku droga sterowana prędkością zostaje po prostu skrócona i w tym momencie ruch dynamiczny zmienia się w ruch wciskania z sterowaną siłą - bez żadnego wysiłku programistycznego i ustawiony bezpośrednio na napędzie.
Dodatkowa korzyść: uruchamianie bez oprogramowania oraz cyfrowe I/O i IO-Link
Koncepcja połączenia prostoty pneumatyki z zaletami napędów elektrycznych została zastosowana również w przypadku jednostki sterującej i łączy w sobie bezprogramowe uruchamianie z najnowocześniejszymi opcjami sterowania dla prostych napędów: cyfrowymi we/wy i IO-Link. Zintegrowany silnik jest wyposażony w dwa standardowe złącza i działa na zasadzie "plug-and-work": nie wymaga oprogramowania ani parametryzacji.
Aby zapewnić taką samą łatwość obsługi, wszystkie ustawienia można wprowadzać bezpośrednio na silniku za pomocą trzech przycisków i łatwego do zrozumienia menu LED. Prędkość i siłę można ustawić dla obu kierunków ruchu. Ponadto przyciski służą również do ustawiania końcowego położenia odniesienia oraz punktu przejścia między sterowaniem prędkością a siłą. Ponadto wszystkie ruchy można przetestować bezpośrednio na maszynie w trybie demonstracyjnym. Dzięki temu wszystkie osie maszyny mogą być w pełni uruchomione bez konieczności otwierania laptopa przez inżyniera.
Najprostszym sposobem sterowania napędami są dwa wejścia cyfrowe, podobnie jak w przypadku zaworu pneumatycznego 5/3-, co sprawia, że instalacja jest bardzo ekonomiczna. Za pomocą dwóch wyjść cyfrowych można dodatkowo, podobnie jak w przypadku czujnika położenia tłoka, stwierdzić, czy osiągnięte zostały pozycje krańcowe - ale bez dodatkowych kosztów.
Najciekawszą cechą serii jest jednak standardowo zintegrowana funkcjonalność IO-Link, która łączy proste napędy elektryczne ze światem Przemysłu 4.0 i cyfryzacji. Dzięki IO-Link wszystkie parametry mogą być przesyłane zdalnie, kopiowane do kilku napędów lub wykorzystywane jako kopia zapasowa w przypadku awarii napędu. Dodatkowo można w ten prosty sposób odczytać inne parametry, takie jak przebyta droga i liczba cykli pracy. Dane te mogą być następnie wykorzystane do konserwacji zapobiegawczej lub przesłane do chmury. Wreszcie, dzięki IO-Link możliwe jest również zatrzymanie ruchu w predefiniowanym położeniu pośrednim w środku skoku i uniknięcie w ten sposób mechanicznych zderzaków, jak to jest zwykle w pneumatyce. Dzięki temu Simplified Motion Series jest jeszcze bardziej elastyczna.
Ponieważ wszystkie napędy z tej serii mają zawsze zintegrowane zarówno cyfrowe We/Wy, jak i IO-Link, można korzystać z obu opcji, np. uruchamiania za pomocą IO-Link i sterowania przez cyfrowe We/Wy.
Dzięki wszystkim cechom bezprogramowego uruchamiania i prostego sterowania za pośrednictwem cyfrowych We/Wy i IO-Link, połączonych w kompaktowym, zintegrowanym zespole napędowym, prostota pneumatyki jest teraz po raz pierwszy idealnie połączona z zaletami automatyki elektrycznej dzięki Simplified Motion Series. Oznacza to, że producenci maszyn mogą teraz stosować napędy elektryczne do bardzo prostych zadań i w ten sposób podnieść swoje maszyny na nowy poziom wydajności.