Realizacja przemieszczeń liniowych - moduły liniowe firmy WObit

BUDOWA MODUŁÓW

Rys. 1. Moduł liniowy MLA napędzany paskiem zębatym i silnikiem krokowym z wbudowanym sterownikiem

Moduły ML stanowią kompletne rozwiązania do realizacji przemieszczeń liniowych. Moduły zbudowane są w oparciu o profile wykonane ze stopu aluminium 6061T6, zapewniającego dobre właściwości wytrzymałościowe przy stosunkowo niskiej masie. Konstrukcja profilu zgodna jest z innymi popularnymi systemami łączeniowymi, co zapewnia uniwersalność zastosowań.

Moduły mogą być łączone ze sobą, tworząc konstrukcje zbliżone do robotów kartezjańskich stosowanych np. w paletyzacji lub montowane do innych konstrukcji. Moduły, w zależności od wymagań klienta, mogą być napędzane silnikiem krokowym, DC lub BLDC. Możliwe jest zastosowanie sterownika zewnętrznego zintegrowanego z modułem. Długość modułu jest indywidualnie dostosowywana do wymagań klienta.

Firma WObit oferuje dwa typy modułów różniących się sposobem przenoszenia napędu z ruchu obrotowego na liniowy. Pierwszym są moduły MLA, w których wykorzystano pasek oraz koła zębate zapewniające duże prędkości liniowe.

Tabela. Porównanie omawianych modułów

Drugim rozwiązaniem są moduły MLAS wykorzystujące śruby kulowe, zapewniające, co prawda mniejsze prędkości przemieszczeń liniowych, ale za to bardzo duże siły i precyzję ruchu. Oba rozwiązania wyposażone są ponadto w wózki i prowadnice liniowe, odpowiedzialne za przenoszenie dużych sił, nawet do 1000N.

MLA - MODUŁY LINIOWE NAPĘDZANE PASKIEM ZĘBATYM

Rys. 2. Moduł liniowy MLAS napędzany śrubą kulową i silnikiem krokowym

Moduł MLA stanowi ekonomiczne urządzenie do realizacji przemieszczeń liniowych wymagających pozycjonowania. Moduł zbudowany został na profilu aluminiowym i prowadnicy z szyną profilową, po której toczy się wózek napędzany paskiem zębatym.

Rozwiązanie to, mimo że nie zapewnia takiej precyzji ruchu jak przy wykorzystaniu śruby kulowej, jest w wielu aplikacjach rozwiązaniem wystarczającym, a przede wszystkim bardziej ekonomicznym. Moduł MLA standardowo napędzany jest silnikiem krokowym, co umożliwia sterowanie w otwartej pętli (bez konieczności stosowania drugiego czujnika położenia).

MLAS - MODUŁY LINIOWE NAPĘDZANE ŚRUBĄ KULOWĄ

Rys. 3. Przykładowe urządzenia do zadawania i kontroli pozycji modułów liniowych z silnikami krokowymi (MG-ZT1 - mikroindekser 1-osiowy z wyświetlaczem, MI3.8.9 - mikroindekser 3-osiowy, SIC184 - serwokontroler silnika krokowego)

Moduły MLAS ze śrubą kulową pojawiły się w ofercie firmy WObit na początku 2011 roku jako alternatywa dla modułów MLA. Podobnie jak poprzednik moduł ten zbudowany jest w oparciu o taki sam profil aluminiowy oraz podobną prowadnicę i wózek. Różnicą jest zastosowanie śruby kulowej do zamiany obrotowego ruchu silnika krokowego na liniowe przemieszczanie wózka.

Użyta śruba pozwala na przenoszenie znacznie większych ciężarów (do 100kg w układzie pionowym) oraz na pozycjonowanie z precyzją dochodzącą do setnych części mm. Firma WObit standardowo do napędzania modułów oferuje silniki krokowe serii 57BYGH, które oferują stosunkowo duży moment przy niewielkich wymiarach korpusu. Istnieje również możliwość przystosowania modułu do pracy z innym napędem.

STEROWANIE RUCHEM MODUŁÓW

Rys. 4. Przykład sterowania kilku modułów liniowych z panelu HMI z wykorzystaniem sterowników SIC184

Stosując jako napędy silniki krokowe, WObit oferuje szereg rozwiązań pozwalających na sterowanie pozycją wózka modułu liniowego. Moduły serii MLA z wbudowanym sterownikiem silnika krokowego mogą być bezpośrednio kontrolowane ze sterownika PLC lub mikroindeksera.

Dla prostych aplikacji WObit oferuje zewnętrzne sterowniki, takie jak: mikroindeksery 1-osiowe (MI1.8.8), które po wcześniejszym zaprogramowaniu pozwalają na wykonywanie dowolnych programów ruchu dla jednego modułu liniowego.

W przypadku konieczności kontroli np. 2 lub 3 modułów wykorzystać można mikroindekser 3-osiowy MI.3.8.9. Z kolei do sterowania większą liczbą modułów liniowych (do 16) można wykorzystać sterownik SIC184, który pozwala na łączenie w sieci Modbus-RTU i wspólne sterowanie np. ze sterownika PLC lub panelu HMI.

ZASTOSOWANIA MODUŁÓW LINIOWYCH

Rys. 5. Przykład połączenia dwóch modułów liniowych tworzących układ kartezjański typu XY

Moduły liniowe MLA/MLAS mogą znaleźć szereg zastosowań w prostych aplikacjach pomiarowych oraz bardziej rozbudowanych systemach paletyzujących. Firma WObit oferuje elementy łączeniowe, które pozwalają na dowolne łączenie modułów ML ze sobą.

Taka modularność modułów liniowych pozwala na budowanie układów paletyzujących przenoszących np. produkty w linii prostej z punktu A do punktu B lub wymagających przemieszczania się w układzie XY (rys. 5) czy XYZ. Możliwości aplikacyjne dopełniają takie elementy, jak czujniki krańcowe oraz dedykowane dla nich mocowania (rys. 6), liniały magnetyczne składające się z głowicy oraz specjalnej taśmy, a także panele HMI i sterowniki PLC.

PODSUMOWANIE

Rys. 6. Czujnik zbliżeniowy montowany do MLAS za pomocą mocowania

Firma WObit ma w swojej ofercie gotowe moduły liniowe napędzane paskiem zębatym lub śrubą kulową, mogące posłużyć do budowy w pełni funkcjonalnych systemów pomiarowych, robotów paletyzujących lub innych układów, gdzie zachodzi konieczność wykonywania powtarzalnych przemieszczeń liniowych w jednej lub kilku osiach.

Ofertę uzupełniają elementy łączące, czujniki zbliżeniowe i dedykowane dla nich mocowania, sterowniki silników, zadajniki trajektorii oraz panele HMI i sterowniki PLC pozwalające w pełni zautomatyzować dany proces.

Firma WObit świadczy również usługi w zakresie aplikacji swoich systemów na produkcji lub podejmuje współpracę z firmami integratorskimi, które mogą podjąć się budowy określonego rozwiązania. Głównym założeniem wprowadzonych do produkcji osi liniowych jest ich niski koszt oraz łatwość zastosowania.

Zachęcamy zatem do automatyzacji własnych linii produkcyjnych i budowy dowolnych konstrukcji robotycznych opartych o moduły liniowe MLA i MLAS, ponieważ zakres ich wykorzystania ogranicza jedynie wyobraźnia.

Adam Sarzyński
WObit
www.wobit.com.pl