Historia elastycznych systemów transportu

Z napędów liniowych korzysta się m.in. gdy wymagana jest duża dynamika i precyzja ruchu. Przykładów ich aplikacji można wymienić wiele – zarówno w przemyśle (nalewarki, pakowarki, maszyny dozujące, roboty kartezjańskie, drukarki 3D, instalacje energetyki odnawialnej), jak i poza nim (sprzęt ciężki, wyposażenie medyczne, jak łóżka i fotele dentystyczne, meble, okna). W artykule przedstawiamy ich podstawowe komponenty – od siłowników, przez silniki liniowe, po modułowe, rekonfigurowalne systemy transportowe, pozwalające na dynamiczne pozycjonowanie oraz ruchy po dowolnych torach.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

Systemy transportowe – po prostej i po krzywej

Tradycyjny sposób transportu na liniach technologicznych za pośrednictwem przenośników charakteryzuje się ograniczoną elastycznością. Tymczasem wymagania pod tym względem cały czas rosną, w miarę jak wraz z postępującą czwartą rewolucją przemysłową dąży się do autonomizacji i kastomizacji produkcji. Równocześnie cele te muszą być realizowane bez nadmiernego wzrostu kosztów i spadku wydajności.

W odpowiedzi na te potrzeby dostawcy automatyki oferują elastyczne systemy transportowe, dostępne w szerokim zakresie obsługiwanych ładunków, osiąganych prędkości i innych cech użytkowych. Ich wyróżnikami są: możliwość oddzielnego transportu poszczególnych ładunków na wózkach zastępujących taśmę przenośnika, którymi steruje się niezależnie, by na przykład zatrzymywały się na różnych stanowiskach obróbki i możliwość formowania oprócz torów prostoliniowych, także zakrzywionych, w dowolnej konfiguracji. Każda z platform może również mieć własny profil ruchu ze zmiennymi szybkościami przyspieszania i zwalniania. Zazwyczaj wózki napędzane są silnikami liniowymi.

Silniki liniowe a obrotowe

W silnikach obrotowych łożyska podtrzymują wirnik i utrzymują przerwę powietrzną między ruchomymi częściami silnika. Silniki liniowe z kolei mają prowadnice, dzięki którym wirnik znajduje się cały czas w polu magnetycznym stojana. Serwosilniki obrotowe są wyposażone w enkodery obrotowe, które zapewniają informację zwrotną o położeniu (obrocie) wału. W silnikach drugiego typu wymagana jest informacja o przesunięciu liniowym dostarczana przez enkodery liniowe. Jak w przypadku bezszczotkowych silników obrotowych, wirnik ze stojanem nie są mechanicznie połączone. Inaczej niż w silnikach obrotowych, w których wirnik się obraca, a stojan pozostaje nieruchomy, w silnikach liniowych w ruch wprawiany może być wirnik albo stojan. W większości zastosowań, przede wszystkim w systemach pozycjonowania, wirnik silnika liniowego jest ruchomy, a stojan nie. Spotykana jest też konfiguracja odwrotna. W silnikach z ruchomym wirnikiem jego waga jest przeważnie mała w porównaniu z obciążeniem. W tym przypadku jednak wymagane jest elastyczne okablowanie wirnika. W konfiguracji z ruchomym stojanem moc silnika powinna być wystarczająca, by wprawić w ruch obciążenie o wadze powiększonej o wagę stojana. Mniejsze są natomiast wymagania stawiane kablom. Moment wytwarzany w silniku obrotowym jest wyrażany w Nm, a w liniowym w N, zaś prędkość odpowiednio w obr./min i m/s.

Historia elastycznych systemów transportu

Jeden z pierwszych systemów zaliczanych do tytułowej kategorii opracowała kanadyjska firma ATS Automation – prace nad SuperTrak rozpoczęły w 1995 roku, a w 2002 jego pierwsza wersja została wdrożona w produkcji. Z czasem ATS zaczęła udostępniać innym przedsiębiorstwom licencje na swoje rozwiązanie. Jednym z nich była firma B&R Automation, która w 2016 roku przedstawiła własną wersję systemu SuperTrak.

Za jednego z pionierów elastycznych systemów transportowych uważana jest również amerykańska firma Jacobs Automation, która opracowała system iTrak. Przedsiębiorstwo Rockwell Automation, które początkowo współpracowało z Jacobs w zakresie iTrak, ostatecznie kupiło tę firmę w 2014 roku. Jakiś czas potem Rockwell kupiło kolejną amerykańską firmę o nazwie Magnemotion. Jej technologia zoptymalizowana do szybkiego i wydajnego przenoszenia lekkich obciążeń jako alternatywa dla konwencjonalnych przenośników stanowiła uzupełnienie iTrak, z wieloma niezależnie sterowanymi wózkami poruszającymi się po prostych i zakrzywionych torach.

Z kolei w Europie jeden z pierwszych elastycznych systemów transportu opracował Beckhoff – swoje rozwiązanie XTS firma zaprezentowała w 2012 roku. Od tego czasu powstały m.in. jego wersje heavy-duty i do pracy w warunkach higienicznych. Warto przy okazji wspomnieć o tym, że między firmami Rockwell Automation i Beckhoff doszło na tym tle do batalii sądowej, kiedy pierwsza oskarżyła drugą o naruszenie jej patentów w zakresie silników liniowych. Ostatecznie spór został rozstrzygnięty polubownie i Rockwell udzielił firmie Beckhoff licencji na kilkanaście swoich patentów, zaś Beckhoff zobowiązał się do wstrzymania ze sprzedażą systemu XTS w USA do 2019 roku.

W 2015 roku przedstawiono system MCS (Multi-Carrier System). Został on opracowany wspólnie przez firmy Festo i Siemens. Pierwsza z nich odpowiadała za część sprzętową – silniki liniowe napędzające wózki, a druga za rozwiązania w zakresie sterowania ruchem.

W 2016 roku do grona dostawców elastycznych systemów transportowych dołączyła firma Bosch Rexroth z systemem ActiveMover. W tym samym czasie również Mitsubishi Electric, we współpracy z APT Automation, zaprezentowała system Smart Carriage. W 2017 roku z kolei B&R Automation przedstawiła AcoposTrak, kolejny po SuperTrak system tego typu w swoim asortymencie. Dalej szerzej przedstawiamy wybrane z wymienionych rozwiązań różnych dostawców.

Spis treści
Powiązane treści
MLA: przemieszczenia liniowe i precyzyjne pozycjonowanie
Łatwy i szybki sposób na stworzenie robota
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
Roboty
Automatyzacja i robotyzacja sortowania, pakowania, paletyzacji
Przemysł 4.0
Sztuczna inteligencja i cyfrowy przemysł
Artykuły
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
Roboty
Produkcja spożywcza, farmaceutyczna i medyczna - nowe technologie i wysoka czystość
Komunikacja
Szkolenia w przemyśle
Silniki i napędy
Kompendium serwonapędów i Motion Control
Zobacz więcej z tagiem: Silniki i napędy
Prezentacje firmowe
EFI i ETC - nowoczesne silniki dla maszyn terenowych
Prezentacje firmowe
eLion - kompleksowe rozwiązania elektryczne dla maszyn mobilnych
Prezentacje firmowe
eLION zapewnia napęd uniwersalnemu autonomicznemu pojazdowi rolniczemu

Szafa wydawcza JotKEl

Nowoczesny przemysł stanowi szczególne wyzwanie dla gospodarki magazynowej. Duże znaczenie ma zwłaszcza pozyskanie informacji zwrotnej o aktualnym stanie zasobów, co umożliwia optymalizację dostaw. Dobrze zorganizowana gospodarka magazynowa zapewnia ciągłość produkcji, a to bezpośrednio wpływa na redukcję kosztów postojów. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom i bazując na prawie 50-letnim doświadczeniu, firma JotKEl stworzyła system automatycznych mebli wydawczych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów