Festo pneumatikai megoldások – a megfelelő választás
A 20. század közepén nagyon gyorsan eldőlt az a kérdés, hogy melyik a legjobb automatizálási koncepció: akkoriban a pneumatikus megoldások voltak a legkorszerűbbek. Manapság már jóval több technológia létezik, melyek egyenlő arányban képviseltetik magukat. A következő oldalakon áttekintést talál a köztük lévő különbségekről, valamint azok erősségeiről és gyengeségeiről.
A pneumatikát és elektromosságot használó automatizálás története azért érdekes, mert két ellentétes fejleményt tár fel: kezdetben az egyszerű pneumatika technológiai funkcionalitása a szervopneumatikának köszönhetően jelentősen megnőtt. A köztes pozíciók és az elmozdulási profilok által biztosított bővítés számos új lehetőséget nyitott meg a pneumatika számára. Az innováció a következő három dolog nélkül nem lett volna lehetséges: a zárt hurkú proporcionális szelepek fejlesztése, az új érzékelőopciók és a megfelelő adatfeldolgozás. A legfrissebb fejlesztés a digitális pneumatika, ahol alkalmazások vezérlik a pneumatikus működtetésű mechanikus rendszereket. A pneumatikával ellentétben az elektromos automatizálás kezdetben a közepes és magas technológiai és árszegmensben fejlődött ki.
A Simplified Motion Series most az első generációs fejlesztés, amelyet kifejezetten egyszerű funkcionalitásra és alacsony költségekre terveztek. Feltételezve, hogy nincsenek olyan konkrét korlátozások, mint a robbanásvédelem vagy az IP-osztályok, az elektromos megoldások minden automatizálási feladathoz alkalmazhatók.
1, Pneumatika: egyszerű, megbízható és alacsony költségű
A pneumatika erősségei a ragasztáskor, a faanyag megmunkálása és fűrészelése során vagy a fém munkadarabok marásakor általában szükséges tulajdonságokon: a megbízható rögzítésen, szorításon és préselésen alapulnak. A munkadarab rögzítése után a pneumatikának nincs szüksége több energiára sűrített levegő formájában. Az elektromos hajtóművek viszont mindig energiát igényelnek, így folyamatosan áramot fogyasztanak. A véghelyzetek közötti mozgáshoz alkalmas egyszerű, stabil technológia ezért szinte minden automatizálási területen népszerű.
2, Szervopneumatika: nagy terhek költséghatékony pozicionálása
A szervopneumatikát az érzékeny munkadarabok lágy mozgatása, a szabad pozicionálás, a pozíció- és erővezérlés közötti gyors váltás, valamint a nehéz terhek szállításának képessége jellemzi akár 300 kg-ig. Ezzel olyan új feladatokat lehet pneumatikával megoldani, mint például a görgők bepréselése az irodai székek lábaiba. Az elmozdulási profilok szervopneumatikával is megvalósíthatók. Ez azt jelenti, hogy több, különböző paramétereket vagy szerszámokat alkalmazó lépés kombinálható egy állomáson, és egymás után végrehajtható egy munkadarabon. A szervopneumatika akkor is nagyon jó, költséghatékony megoldás, ha nehéz (maximum 300 kg) terhet kell pozícionálni.
3, Digitális pneumatika: a pneumatika jövője
A legfrissebb fejlesztés a digitalizált pneumatika. Mozgásalkalmazások segítségével vezérelhető, így a hardvervezérelt termékfejlesztés korszakának végét harangozza be. Egyszerűbb feladatok esetén ez a meglepő innováció pontosan azt tudja megvalósítani, amire a hagyományos pneumatika vagy a szervopneumatika is képes. Összetett feladatoknál azonban jelentősen kevesebb alkatrészre van szükség, mivel alkalmazások vezérlik a piezo szelepeket, amelyek az összes pneumatikus és szervopneumatikus funkciót képesek elvégezni.
Előnyei más területekre is kiterjednek, például a folyamat megbízhatóságának eddig ismeretlen szintjeire. Lehetővé teszi a komplex konfigurációk teljesen reprodukálható és szabotálhatatlan beállítását, például számos egyidejűleg működtetett egység esetén. Nincs szükség a mechanikus áramlásszabályozó szelepek aprólékos és időigényes beállítására, az áramlásszabályozó szelepek lépésekben történő beállításai pedig gyakorlatilag rezgésmentes elmozdulást biztosítanak. Ez rövidebb ciklusidőket, a felhasznált építőelemeknek pedig hosszabb élettartamot eredményez.
Nem összeegyeztethetetlen – szabványosítás és rugalmasság
A digitális pneumatika a számos modern gyártási beállításhoz két fontos követelményt is kombinál: a kiemelkedő szabványosítás ellenére is magas szintű rugalmasságot kínál, például termékváltások esetén akár az egy darabos sorozatokig. Az alkalmazásokban előre megadható beállítások rengeteg időt takarítanak meg. A megfelelő alkalmazások lehetővé teszik a prediktív karbantartást is. Az alkatrészek vagy rendszerek állapota a gép mellett, a központi számítógépen lévő helyiségekben vagy a felhőben is ellenőrizhető egy gazdagépen keresztül.
A rendszer például mérheti és kompenzálhatja a nyomásingadozásokat is a felhasználó által meghatározott paraméterek szerint. Azonban, ha a sűrítettlevegő-igény a munkahenger növekvő súrlódása miatt megemelkedik, akkor ezt a hengert használaton kívüli időben ki lehet cserélni. Ez azt jelenti, hogy sok meghibásodásra már nem is kerül sor többé.
Előrejelzés – mindhárom technológia velünk marad
A Festo szakértőinek előrejelzése szerint a digitális pneumatika nem fogja teljes mértékben helyettesíteni a másik két változatot, a hagyományos pneumatikát és a szervopneumatikát, és csak ott lesz érdemes alkalmazni, ahol az adott feladatok megfelelő technológiát igényelnek. Ha egyszerű, folyamatos mozgásra van szükség A pontból B pontba, akkor a hagyományos pneumatika marad az első választás. A nagy terhelések, a sima mozgás, valamint a pozíció- és erővezérlés közötti gyors váltás esetén a szervopneumatikára lesz igény.
4, Simplified Motion Series: egyszerű, megfizethető és precíz
Ez a fajta elektromos hajtástechnika csak nemrégiben került piacra; a Simplified Motion Series rendszer megkönnyíti az egyszerű elektromos mozgások megoldását. Egységei megfizethetők és precízek a két véghelyzet közötti lineáris vagy forgó mozgatáshoz, és magas fokú folyamatbiztonságot nyújtanak a meghatározott és megbízható sebesség- és erőszabályozásnak köszönhetően. Emellett az integrált IO Link® lehetővé teszi a diagnosztikát, valamint az ipar 4.0 kapcsolatot a felhővel. Az üzembehelyezés szoftver nélkül történik. Az egyszerű kialakítás ellenére beilleszthetők a csúcstechnológiás kommunikációs és vezérlési koncepciókba is.
5, Elektromos változatok hagyományos szervohajtás-megoldásokkal
Ezek az elektromos automatizálás mindentudói: a lineáris vagy forgó többtengelyes mozgások több millió kombinációja rugalmas konfigurációkban teljesen eltérő feladatokra alkalmas, például az átrakó (pick and place) rendszerek műanyag tartályokat adagolhatnak vagy távolíthatnak el a hőformázás során, számtalan, változó köztes pozícióval is. Ugyanakkor nagyon precízen, gyorsan, dinamikusan és nagy erővel mozognak. Többtengelyes szinkronizált mozgások vagy dinamikus, rugalmas derékszögű (kartézián) robotokkal kombinált megoldások is lehetségesek.
Egy apró, de fontos részlet: az elektromos szervoalkalmazások több mint 60%-a forgó alkalmazás. Az elektromos szervohajtások nagy rugalmasságot kínálnak, különösen a forgatási és csavarozási folyamatokban.
Konklúzió – a megfelelő technológia a megfelelő alkalmazáshoz
E technológiák mindegyikének megvannak az erősségei és gyengeségei. Az erősségek gyakran kombinálhatók különböző technológiájú, hibrid rendszerek tervezésével. Egy példa: a Festo DSL pneumatikus forgó lineáris modulja kombinálható a munkadarabhoz alkalmas elektromos megfogóval.
„Minél jobban ismerjük ügyfeleink igényeit, annál jobb és átfogóbb tanácsot tudunk adni nekik”
– mondja Nigel Dawson, az elektromos automatizálás üzletág fejlesztési vezetője.
„Ezzel a megközelítéssel, amely gyakran kérdések és válaszok párbaját jelenti, megtanuljuk jobban megérteni, hogy mi számít nekik és hogyan kezelik az automatizálási megoldásokat. Gyakran csak a megbeszélés során döntenek arról, hogy melyik technológia illeszkedik a legjobban az ügyfél feladatához. Ezért nagyon fontos számunkra az ügyfelekkel való kapcsolattartás. Mindig nagyon örülünk, amikor azt látjuk utána, hogy a tanácsunk tökéletes volt és a megfelelő megoldást választottuk.”
