PRZYKŁADY NAPĘDÓW MODUŁOWYCH
Napędy liniowe mają wiele zastosowań w przemyśle i poza nim. Jeżeli chodzi o ten pierwszy, to w oparciu o nie buduje się na przykład systemy transportowe. W tym zakresie wielu producentów oferuje kompleksowe rozwiązania składające się z modułów, które można ze sobą dowolnie łączyć, tworząc z nich różne zestawy w zależności od potrzeb.
Zbudowanie linii produkcyjnej ze zestandaryzowanych komponentów, a później zarządzanie nią, jest łatwiejsze niż jej zestawianie z niezależnych podzespołów, dla których systemy pomiarowe i systemy sterowania trzeba konfigurować i synchronizować od podstaw.
Przykładem jest iTRAK, system transportowy, który ma w ofercie firma Rockwell Automation. Składa się on z wielu segmentów, które można podzielić na kilka kategorii.
Jedną z nich są moduły z wielofazowymi silnikami liniowymi. Tor transportowy buduje się z segmentów zakrzywionych oraz prostoliniowych o standardowej długości 400 mm. Elementem systemu iTRAK są ponadto moduły transportujące dostępne w różnych standardowych rozmiarach i kształtach odpowiednich dla danego silnika.
Mogą być również wykonywane na zamówienie na podstawie zlecenia klienta, jako współpracujące ze standardowymi albo wykonywanymi na zamówienie prowadnicami łożysk. Ruchem elementów transportujących steruje się w oparciu o sygnał z enkodera absolutnego zamontowanego wewnątrz modułów silnika.
Częścią systemu firmy Rockwell Automation jest oprócz tego moduł sterowania oraz zasilania ze skalowanym zasilaczem. Komponenty systemu iTRAK można dodatkowo wyposażyć w interfejsy EtherNet/IP.
Innym przykładem jest system XTS firmy Beckhoff. Jego głównymi komponentami są: modułowy napęd liniowy z w pełni zintegrowanym zasilaniem i pomiarem przemieszczenia, jedna lub większa liczba karetek, które pełnią funkcję urządzeń wykonawczych, prowadnice jezdne oraz komputer przemysłowy klasy PC z oprogramowaniem TwinCAT.
Z szyn można budować tory transportowe o odcinkach prostych, półokrągłych z możliwością wyboru promienia zaokrąglenia i zakrzywionych z możliwością wyboru kąta krzywizny. Dzięki temu łatwo można zorganizować linię o wybranym kształcie. Dowolna jest również liczba poruszających się po niej niezależnych karetek.
Te ostatnie są elementami lekkimi, które mogą się przemieszczać z prędkością do 4 m/s. Nie wymagają okablowania. Są napędzane polem elektromagnetycznym wytwarzanym w modułach napędowych oddziałującym na zamontowane w nich magnesy.
Moduły napędowe wytwarzają maksymalną siłę 100 N i są wyposażone w enkoder. Poszczególnymi karetkami można sterować niezależnie, ale mogą się także poruszać grupami. Moduły napędowe rozpoznają je na podstawie zamocowanego na nich znacznika.
Elastyczny system transportu ACOPOStrak ma w swojej ofercie również firma B&R. W ramce przedstawiamy szczegóły tego rozwiązania.
PRZEGLĄD ZASTOSOWAŃ NAPĘDÓW LINIOWYCH
Poza systemami transportowymi w obrębie linii produkcyjnych innym ważnym zastosowaniem napędów liniowych w przemyśle są maszyny specjalistyczne. Przykładem są wycinarki laserowe i tnące strumieniem wody pod dużym ciśnieniem.
W urządzeniach tych coraz powszechniej w zastępstwie napędów z przekładniami i śrubami instaluje się silniki liniowe. Dotyczy to przede wszystkim wycinarek przeznaczonych do cięcia cienkich blach, od których wymaga się większej dokładności oraz dużej dynamiki działania.
Silniki liniowe zapewniają również wysoką nadążność, czyli utrzymują zadaną prędkość przez cały czas pracy i nie występuje w ich przypadku zjawisko luzu zwrotnego, czyli odchyłki przy zmianie kierunku ruchu, zwłaszcza przy dużej dynamice pracy. Wydłużają ponadto żywotność wycinarek i zwiększają ich wydajność.
Silniki liniowe są też wykorzystywane w pilarkach wycinających w drewnie. W tym zastosowaniu docenia się dużą szybkość i duże przyspieszenie, które zapewnia ten typ napędu oraz płynny ruch piły, bez niepożądanych drgań, które pogarszałyby jakość cięcia.
Ważną dziedziną zastosowań napędów liniowych jest pakowanie. Są one częścią maszyn m.in. do: pozycjonowaniu ładunków, paletyzacji, realizacji zadań pick and place i dozowania, na przykład w napełnianiu objętościowym.
Nalewarki objętościowe są używane m.in. w branżach spożywczej, kosmetycznej i farmaceutycznej w pakowaniu produktów o dużej lepkości oraz tych tańszych, jak antybiotyki i szczepionki, w przypadku których priorytetem jest szybkość produkcji (do rozlewania produktów droższych, jak na przykład kosmetyki, ze względu na większą dokładność pomiaru, wykorzystywane są nalewarki wagowe).
W maszynach tych chętnie instaluje się siłowniki elektryczne, zamiast pneumatycznych, ze względu na łatwość ich przestrajania, na przykład przy zmianie pojemności napełnianych pojemników.
