Pnevmatika je še vedno najprimernejše orodje za preproste naloge premikanja in pozicioniranja. Vendar v vse bolj digitaliziranem svetu električna avtomatizacija in neprekinjen pretok informacij od obdelovanca do krmilnika in oblaka postajata bistvenega pomena: tako lahko skrajšate čas zagona, zagotovite stroškovno učinkovito proizvodnjo in krajše življenjske cikle izdelkov. Višji investicijski stroški rešitev električne avtomatizacije se tako pokrijejo s prihranki pri tekočem obratovanju. Tudi zagon je zdaj hiter in enostaven. Kako to deluje? Z našo serijo Simplified Motion.
V videoposnetku si oglejte serijo Simplified Motion in orodje za načrtovanje
V prvem videoposnetku si oglejte, katere funkcije vsebuje preprosta električna avtomatizacija. V drugem videoposnetku boste izvedeli vse o seriji Simplified Motion, razloženo na preprost način. Tretji videoposnetek prikazuje, kako z iskalnikom rešitev po korakih oblikujete razporeditev v enem orodju.
Enostavnost pnevmatike v kombinaciji s prednostmi električne avtomatizacije
Pnevmatika je bila in še vedno je idealna za preproste naloge gibanja in pozicioniranja. Z električno avtomatizacijo pa je mogoč neprekinjen pretok informacij od obdelovanca do krmilnika in oblaka: to vam omogoča skrajšanje časa zagona, stroškovno učinkovito proizvodnjo in krajše življenjske cikle izdelkov.
Serija Simplified Motion je idealna za to. Vključuje različne izvedbe elektromehanike s kombinacijo motorja in regulatorja servopogona, prilagojeno aplikaciji, t. i. integrirani pogon. Sistem lahko zaženete hitro in enostavno – brez zunanjega regulatorja servopogona. Pogoni so idealni za preproste premike med dvema mehanskima končnima položajema, vključno z vmesnim položajem. Vendar se vam ni treba odpovedati optimiziranim značilnostim gibanja, nežno blaženemu umikanju v končni položaj ali poenostavljenim funkcijam stiskanja in vpenjanja.
»Z našo serijo Simplified Motion nam je uspelo združiti preprostost pnevmatike s prednostmi električne pogonske tehnologije. Tako lahko naše stranke rešujejo najpreprostejše naloge premikanja in pozicioniranja električno in z nizkimi stroški.«
Bernd Schäfer
Vodja izdelkov za električne pogone, Festo SE & Co. KG
Enostaven zagon s funkcijo priključi in delaj
Za zagon po načelu priključi in delaj ne potrebujete niti programske opreme niti računalnika, saj se vsi parametri nastavijo ročno na pogonu. Serijo Simplified Motion lahko povežete neposredno s krmilnikom prek digitalnih vhodov/izhodov (DIO) ali povezave IO-Link, ki sta standardno vgrajena.
Razpoložljive osnovne funkcije lahko nastavite prek digitalnega vhoda/izhoda (DIO):
- Hitrost in moč
- Referenčni končni položaj in blaženje
- Končni položaji
Dodatne, razširjene funkcije so na voljo prek povezave IO-Link:
- Daljinsko prilagajanje parametrov gibanja
- Funkcija kopiranja in varnostnega kopiranja za prenos parametrov med pogonom in računalnikom ali z računalnika na drug enak pogon
- Funkcije branja procesnih parametrov
- Posodobitev vdelane programske opreme (tudi za vse že nameščene izdelke)
- Nastavljiv vmesni položaj
1) Zagon
Za začetek delovanja sistema nastavite vse parametre neposredno na integriranem pogonu – preprosto in intuitivno, brez obsežnih ali zapletenih navodil za uporabo:
- Hitrost gibanja "Out" in "In"
- Sila pogona v položaju "Out"
- Nastavitev referenčnega končnega položaja
- Nastavitev položaja "Začetek s silo nadzorovanega gibanja"
- Ročni zagon s simulacijo signalov DIO (analogno ročnemu upravljanju)
2) Priključitev na električno omrežje
- Preprosta priključitev z vtično tehnologijo M12
- Napajanje (4-polno): napajanje motorja
- Logika (8-polna): krmilni signal, signal senzorja in tok za integrirano elektroniko
3) Vmesni položaj
Prek povezave IO-Link lahko izberete vmesni položaj in med hodom prekinete gibanje v tem določenem položaju. Pogon se nato premakne v končni položaj. To velja za obe smeri gibanja.
Delovanje in konfiguracija serije Simplified Motion
Osnovni profil za premikanje med dvema končnima položajema – krmiljen s hitrostjo.
Osnovni profil za premikanje med dvema končnima položajema: gibanje, regulirano s hitrostjo, z dvema vmesnima položajema.
Razširjen profil gibanja za poenostavljeno stiskanje in vpenjanje – nadzor hitrosti in sile.
Tipične aplikacije s serijo Simplified Motion
Razvrščanje
Razvrščanje dveh različnih obdelovancev z:
električnim valjem EPCS , vrtljivim pogonom ERMS , navojnim vretenom ELGS-BS
Razvrščanje treh različnih obdelovancev z uporabo enega vmesnega položaja z:
vrtljivim pogonom ERMS
Stiskanje
Pritiskanje obdelovanca z:
mini drsnikom EGSS
Stiskanje dveh različnih obdelovancev z uporabo vmesnega položaja z:
mini drsnikom EGSS
Prenos
Prenos obdelovanca z:
gredjo zobatega jermena ELGS-TB , električnim valjem EPCS , vrtljivim pogonom ERMS
Prenos in razvrščanje dveh različnih obdelovancev z uporabo vmesnega položaja z:
gredjo zobatega jermena ELGS-TB
Dvigalo
Dvigovanje obdelovanca z:
navojnim vretenom ELGS-BS , mini drsnikom EGSS , električnim valjem EPCS
Dvigovanje in porazdelitev dveh različnih obdelovancev z uporabo vmesnega položaja z:
navojnim vretenom ELGS-BS , mini drsnikom EGSS
Zaustavljanje
Zaustavljanje in vpenjanje obdelovanca z:
vrtljivim pogonom ERMS , električnim valjem EPCS
Razvrščanje in pakiranje
Razvrščanje in pakiranje pretisnih omotov in obdelovancev z:
električnim valjem EPCE
Zakaj je bila razvita serija Simplified Motion?
Pnevmatični pogoni so najprimernejša izbira za preproste aplikacije in naloge premikanja. Ti združujejo preprosto namestitev in nadzor z zelo ugodnimi naložbenimi stroški.
Festo kot vodilni dobavitelj pnevmatičnih in električnih komponent za avtomatizacijo zdaj z novo serijo Simplified Motion prinaša preprostost pnevmatike v svet električne avtomatizacije.
Čeprav je pnevmatika najprimernejša rešitev za aplikacije, ki zahtevajo preproste gibe, se ta tehnologija vse bolj sooča z digitaliziranim svetom. Pri tem so potrebne ažurne informacije o stanju pogona, da se skrajša čas zagona, zagotovi stroškovno učinkovita proizvodnja in obvadujejo krajši življenjski cikli izdelkov.
Čeprav so pnevmatični aktuatorji privlačnejša tehnologija – z vidika stroškov naložbe – je treba upoštevati tudi skupne stroške lastništva.
Diagnostika in veliki podatki zahtevajo neprekinjen pretok informacij od obdelovanca do krmilnika in oblaka. Tradicionalni pnevmatični sistemi imajo težave s tem izzivom, saj stisnjen zrak ne more prenašati podatkov. Če upoštevamo te dejavnike, ni presenetljivo, da proizvajalci strojev vse pogosteje vidijo električno gibanje kot dragoceno dopolnilo ali celo alternativo pnevmatiki.
Zakaj torej še ni prišlo do prehoda s pnevmatike na elektriko?
Glede na povpraševanje in trende na področju avtomatizacije bi pričakovali, da bo prehod veliko hitrejši, kot je v resnici. To je mogoče razložiti z razvojem novih pnevmatičnih izdelkov in tehnologije, ki se na te nove zahteve odzivajo z zrelo tehnologijo.
Očitnejša razlaga pa je, da je večina zapletenih gibov v strojih že rešena z električnimi pogoni in da so preprosti gibi enostavno rešeni s pnevmatiko.
Na tem področju imajo električni pogoni nekaj pomanjkljivosti: še vedno so predragi in njihov zagon je prezapleten. Pnevmatični sistem je mogoče zlahka zagnati z ustreznim strokovnim znanjem in izvijačem, medtem ko je za enostavno premikanje električnih cilindrov med dvema končnima položajema potrebno obsežnejše usposabljanje in strokovno znanje na področju elektrike ter poznavanje programske opreme. Festo se je odzval na to tržno potrebo po enostavnih električnih pogonih in jo rešil s serijo Simplified Motion.
Kakšna je prednost pred čisto električno avtomatizacijo?
Serija Simplified Motion podjetja Festo torej ni le nova serija električnih pogonskih sistemov, temveč je bila od samega začetka zasnovana za enostavno namestitev.
Jedro serije Simplified Motion, ki je bila predstavljena septembra 2019, je nov integrirani motor s fiksno pogonsko enoto, ki je na voljo pripravljen za montažo za celo vrsto mehanskih pogonov. To omogoča linearne in rotacijske gibe različnih velikosti.
Ta koncept tako ne zmanjšuje le prostora, potrebnega za vgradnjo, temveč tudi čas vgradnje in stroške v proizvodnem procesu.
Kakšna je prednost pred pnevmatiko?
Sam koncept mehanske namestitve ne pomaga zapolniti vrzeli do pnevmatike. Odločilni dejavnik je funkcionalnost. Zato se je treba osredotočiti na zmanjšanje kompleksnosti gibanja v seriji Simplified Motion, da bi ustvarili pravo alternativo.
Pri pnevmatičnem aktuatorju se preprosto gibanje med dvema mehansko določenima končnima položajema sprosti s trdim zaustavljanjem ali dušenjem, pri tem pa čas cikla ni vedno 100-odstotno ponovljiv. Pri seriji Simplified Motion je fiksna rampa pospeševanja in upočasnjevanja kombinirana s konstantno hitrostjo, kar omogoča gladko dušeno in ponovljivo gibanje.
Pnevmatika ima čudovito funkcionalnost, saj lahko brez dodatnih stroškov preklopi iz dinamičnega gibanja v način stiskanja. Pri tradicionalni tehnologiji električnega pogona je to mogoče doseči le z večjim programiranjem.
V novi seriji je to rešeno na pameten način. Pri tem se razdalja, ki se upravlja s hitrostjo, preprosto skrajša in na tej točki se dinamično gibanje spremeni v gibanje stiskanja, ki se upravlja s silo – brez programskega napora in neposredno na pogonu.
Dodaten plus: zagon brez programske opreme ter digitalni I/O in IO-Link
Koncept združevanja preprostosti pnevmatike s prednostmi električnih pogonov je uporabljen tudi pri krmilni enoti in združuje zagon brez programske opreme z najsodobnejšimi možnostmi krmiljenja za preproste pogone: digitalni vhod/izhod in IO-Link. Vgrajeni motor je opremljen z dvema standardnima priključkoma in temelji na načelu "priključi in delaj": programska oprema in parametriranje nista potrebna.
Da bi zagotovili enako preprosto uporabo, lahko vse nastavitve opravite neposredno na motorju s tremi gumbi in enostavno razumljivim menijem LED. Hitrost in silo lahko nastavite v obe smeri. Poleg tega se gumbi uporabljajo tudi za nastavitev referenčnega končnega položaja in točke prehoda med upravljanjem hitrosti in sile. V demo načinu lahko vse gibe preizkusite neposredno na napravi. To omogoča, da se vse osi na stroju v celoti pripravijo, ne da bi inženir programske opreme sploh odprl svoj prenosni računalnik.
Najpreprostejši način krmiljenja aktuatorjev je prek dveh digitalnih vhodov, podobno kot pri 5/3-potnem pnevmatičnem ventilu, kar omogoča stroškovno zelo učinkovito namestitev. Prek dveh digitalnih izhodov je mogoče dodatno zaznati, ali so bili doseženi končni položaji, kot pri cilindričnem stikalu, vendar brez dodatnih stroškov.
Najzanimivejša lastnost serije pa je standardno vgrajena funkcionalnost IO-Link, ki preproste električne pogone povezuje s svetom industrije 4.0 in digitalizacije. S povezavo IO-Link lahko vse parametre prenesete na daljavo, jih kopirate na več pogonov ali uporabite kot varnostno kopijo v primeru okvare pogona. Poleg tega je mogoče na ta način na preprost način odčitati tudi druge parametre, kot sta prevožena razdalja in število delovnih ciklov. Te podatke lahko nato uporabite za preventivno vzdrževanje ali jih pošljete v oblak. Končno je s povezavo IO-Link mogoče gibanje ustaviti na vnaprej določenem vmesnem položaju sredi hoda in se tako izogniti mehanskim zaustavitvam, kot je to običajno pri pnevmatiki. Zato je serija Simplified Motion še prilagodljivejša.
Ker imajo vsi pogoni v seriji vedno vgrajene tako digitalne I/O kot IO-Link, je mogoče izkoristiti prednosti obeh možnosti, na primer zagon z IO-Link in krmiljenje prek digitalnih I/O.
Z vsemi funkcijami zagona brez programske opreme in preprostega upravljanja prek digitalnih vhodov/izhodov in povezave IO-Link, združenimi v kompaktni, integrirani pogonski enoti, je preprostost pnevmatike zdaj prvič idealno združena s prednostmi električne avtomatizacije, kar omogoča serija Simplified Motion. To pomeni, da lahko proizvajalci strojev zdaj uporabljajo električne pogone za zelo preprosta opravila in tako dvignejo svoje stroje na novo raven zmogljivosti.