Требуемое обычное время цикла для сборочных систем сократилось почти вдвое за несколько лет и теперь составляет около секунды », - говорит Грегори Кид, технический директор Swiss Paro AG. Кид признает, что подходящие быстрые решения по выбору и размещению также могут быть реализованы с помощью пневматических или кулачковых дисков. Но: «Прямые приводы намного эффективнее, экономят место и более гибки».
Лучший пример - вспышка Paro. Это особенно компактная система захвата и размещения, состоящая из горизонтального и вертикально расположенного линейного двигателя, который перемещает до 5 кг нагрузки в зависимости от требуемого хода и требуемой динамики и достигает до 60 циклов в минуту. Простая опция крепления (прикрепление ласточкиного хвоста) обеспечивает быструю и точную адаптацию захватов и других единиц обработки. Благодаря точной настройке фиксации и точности линейных приводов к позициям можно подходить с точностью до ± 0,05 мм.
Картинная галерея
Картинная галерея с 6 картинками
Начните движение одним нажатием кнопки
Одним из основных преимуществ перед системами Pick & Place с пневматическим приводом является большая гибкость, которой Paro-Blitz обязан благодаря технологии прямого привода. Поскольку движения генерируются и управляются исключительно электрически, оператору станка могут быть предоставлены функции на интерфейсе человек-машина, с помощью которых он может вызывать и запускать ранее запрограммированные последовательности движений нажатием кнопки. Производство вариантов также может быть легко реализовано.
«С пневматическими цилиндрами, с другой стороны, более или менее возможны только двухточечные перемещения, для промежуточных упоров требуются дополнительные стопорные винты, а концевые выключатели необходимо менять при каждом изменении хода», - говорит Грегори Кид.
Электродвигатели
Так выглядит технология привода будущего
Прямой привод как источник данных для Industry 4.0
Если движение или положение пневматического цилиндра необходимо контролировать или использовать в качестве управляющей или управляющей переменной, необходимо учитывать отдельные датчики. Напротив, измерительная система уже интегрирована в линейные двигатели, поэтому сервоконтроллер может предоставлять такие данные, как значения хода или усилия, для каждой операции выбора и размещения.
Эти данные могут использоваться, например, для автоматической компенсации зависящих от температуры изменений в механических частях системы Pick & Place. С другой стороны, в случае пневматических систем или систем с кулачковым диском системный оператор должен вмешаться после остановки машины в ручном режиме или при значительных колебаниях температуры окружающей среды и перенастроить ее вручную. Кроме того, необходимо регулярно проверять пневматические цилиндры и подачу воздуха или кулачковые диски на предмет утечек и износа, а также регулярно заменять глушители.
Дизайн машинной встречи пользователей 2018
Приводы как ключ к гибкому распределению функций
Прямой привод сокращает объем работ по обслуживанию системы сборки
Поскольку линейный двигатель работает без контакта и, следовательно, не требует технического обслуживания, техническое обслуживание Paro-Blitz сводится к минимуму. Направляющие рельсы, которые интегрированы для поддержки линейного перемещения, не требуют повторного смазывания. Демонстратор из Paro AG доказывает, насколько надежно работает модуль Pick & Place: по состоянию на конец мая 2018 года модуль работал в течение 190 миллионов циклов без технического обслуживания и незапланированных перерывов. И даже если в какой-то момент необходимо заменить вспышку, это происходит значительно быстрее, чем при использовании пневматической системы с множеством шлангов сжатого воздуха или системы кулачковых дисков с механическими муфтами. Кроме того, вспышка может быть настроена как электрический модуль перед установкой в систему и проверена на ее функциональность - время обслуживания и ремонта соответственно короткое.
Книга «Практическое руководство по проектированию привода» помогает в выборе основных компонентов систем электропривода: двигателя, коробки передач, привода, сетевого питания и их дополнительных компонентов. Расчет также ведется интенсивно.
Почти более важным, чем высокая доступность системы Pick & Place для тех, кто отвечает за Paro в интересах сокращения времени цикла, является значительно более высокая динамика технологии прямого привода при прямом сравнении. «При определенных условиях пневматические цилиндры могут также достигать 60 циклов в минуту, но с гораздо большим усилием». Каждый пневматический цилиндр двойного действия требует двух соединений сжатого воздуха и, возможно, датчика положения, в то время как для прямого привода требуется только электрический кабель. Это имеет явные преимущества с точки зрения сборки и требований к пространству, как поясняет Кид: «Поскольку шланги больше не используются, Paro-Blitz занимает только половину пространства, а сборка занимает только треть времени по сравнению с пневматическим аналогом."
Масштабируемость в приложении
Технический менеджер компании поясняет, что тот факт, что технические специалисты Paro смогли спроектировать вспышку настолько компактно, во многом связан с тем, что производитель машин и систем специального назначения выбрал линейные компоненты двигателя от Linmot. «Когда мы исследовали рынок до запуска Paro-Blitz в 2014 году, Linmot быстро стал шорт-листом из-за компактного дизайна и примерной структуры его решений». В итоге Linmot смог заявить о себе благодаря большому ассортименту продукции, один Множество различных роторов и статоров, а также комплектные линейные двигатели с соответствующими регуляторами и «магнитными пружинами» (Magspring) для компенсации веса, а также линейные вращающиеся двигатели. Основываясь на этом спектре, Paro разработал несколько вариантов вспышки Paro для ударов от 50 мм до 190 мм.
Сохранить дату: встреча пользователей для проектирования машин Учитывая растущую оцифровку и создание сетей машин и систем, возникает вопрос, актуальны ли классические технологии в эпоху Индустрии 4.0 и где можно найти новые концепции машин. Ответы и вспомогательные средства для принятия решений по выбору наиболее подходящих методов и компонентов можно найти на собрании пользователей по проектированию машин 21 мая 2019 года.
Дополнительная информация: собрание пользователей по проектированию машин
Paro может использовать модуль Pick & Place в сборочных системах соответственно, как объясняет Грегори Кид: «По состоянию на конец мая 2018 года более 200 модулей надежно выполняют свою работу в более чем 30 системах».
Больше, чем система выбора и размещения
Благодаря выгодным свойствам системы Pick & Place с прямым приводом и компактной конструкции, возможное использование Paro-Blitz выходит за рамки чисто операций Pick & Place. Paro также использует его в своих сборочных системах, например, для операций прессования и гибки, встроенных в порталы на поверхности и используемых в качестве устройства быстрой подачи.
В существующей системе сборки электронного модуля для применения в сфере услуг на 31 станции сборки, обработки и тестирования количество установленных вспышек составляет до 30. Есть также 3 линейные оси двигателя для других задач позиционирования. Управляется 33 сервоприводами Linmot с интерфейсом Profinet. Система состоит из трех сборочных ячеек, каждая из которых имеет базовую площадь 2 м × 2 м, связанных через систему двойного ремня Paromat.
Сборка и обработка
Семь новинок от Motek 2018 для сборки и обработки
Наиболее сложной задачей, которая также формирует основной процесс системы и выполняется вспышкой Paro на сборочной линии, является захват и расположение двух соединительных выступов датчика, с которыми должна быть установлена печатная плата модуля. Положение соединительных проводов толщиной 0,2 мм фиксируется системой обработки изображений. Для захвата проводов трехмерное движение вспышки Paro и портала, на котором она установлена, рассчитывается индивидуально для каждого провода и датчика. Провод захватывается захватом, направляется на печатную плату и там припаяется. «Это просто было бы невозможно с пневматическими или кулачковыми решениями для захвата и размещения, потому что они не поддерживают точное числовое позиционирование», - добавляет Грегори Кид.«Кроме того, требуемое время цикла не может быть сохранено».
Линейные двигатели гарантируют короткое время цикла
Дополнительные копии модуля Pick & Place выполняют этапы сборки, такие как установка ЖК-дисплея, резиновой контактной полосы, монтажной платы в нижней части корпуса, аккумулятора (в зависимости от варианта), защитного уплотнения и размещения компонентов на испытательных станциях, распределенных по всей системе. В дополнение к этим классическим операциям захвата и размещения система выполняет задачу быстрой замены держателя заготовки в системе, используя быструю подачу, основанную на принципе вспышек Paro. Таким образом, держатель заготовки втягивается в паяльную станцию с помощью двойного ленточного конвейера за доли секунды, или станция пропускается, чтобы продлить доступное время обработки или сохранить требуемое время цикла. Другой линейный двигатель обеспечивает необходимую динамику при укладке и укладке собранных модулей. Компонент Magspring компенсирует вес вертикально установленной оси и гарантирует безопасное положение в случае остановки машины.
Грегори Кид очень доволен результатом: «Пока клиент должен был собрать сборку полностью вручную. Теперь - также благодаря гибкости Paro-Blitz - есть только два ручных шага: присоединение адаптера и установка программного обеспечения. Таким образом, мы помогаем нашим клиентам оставаться конкурентоспособными даже при производстве в Европе ». (Ud)
SPS IPC Drives 2018: зал 1, стенд 200
* Дипл.-инж. Франц Йоахим Росманн, технологический журналист из Гаутинга под Мюнхеном