Historia elastycznych systemów transportu

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.