Распечатать

Электропривод

Мехатроника в действии. Запредельные скорости

28.11.2011

Источник: ФЕСТО-РФ, ООО

Готовые к установке системы перемещения с инновационной системой ременного привода обеспечивают сборочные операции с высокой динамикой. Эти системы могут быть использованы везде, где востребовано быстрое, гибкое и экономичное позиционирование. Вакуумный захват по принципу Бернулли позволяет работать бесконтактно с хрупкими предметами.

Требования к системам автоматизации, в состав которых входят робототехнические и мехатронные системы, многообразны и сочетают разноплановые показатели. Все более мелкие партии выпускаемых изделий и возрастающее количество разновидностей продукции требуют сокращения времени перенастройки и сокращения себестоимости производства единицы продукции. Кроме того, интеллектуальные системы с применением, например, технического зрения, все больше и больше используются для целей повышения качества. Это означает, что решение должно быть гибким, т. е. должно масштабироваться под задачу. И последнее, но не менее важное – это стоимость решения, которая должна быть сокращена с улучшением характеристик.

Festo разработало две высокодинамичные системы перемещения как готовые к установке модули для удовлетворения указанных потребностей. Высокоскоростные H-портал и T-портал были разработаны для задач перемещения и сборочных операций с высокой динамикой для небольших объектов от 0 до 3 кг, которые необходимо быстро перемещать и гибко позиционировать. Контроллер управления для робототехники, входящий в состав готового модуля, в сочетании с механическими компонентами, компонентами электропривода и специализированными алгоритмами управления образует кинематическое системное решение.

Компактно, быстро, точно и экономично: высокоскоростной H-портал

H-портал – это экономичная альтернатива роботам-манипуляторам с параллельной кинематикой (триподам). Конструкция характеризуется низким центром тяжести, компактностью и простотой.

Это значит – меньше места необходимо для установки и лучше внешний вид линий. В отличие от триподов рабочее поле может быть адаптировано под любой размер. Таким образом, имеется возможность оптимизировать систему перемещения к специфическим требованиям, идеальному времени цикла с максимальной динамикой. Также удается уйти от куполообразного рабочего поля трипода с острыми углами и краями. Размер рабочего поля 2000 мм х 1000 мм с повторяемостью 0,1 мм ограничен характеристиками ускорения и торможения. Н-портал сочетает в себе динамику системы перемещения на линейных двигателях и стоимость систем на базе зубчатых ремней. В сравнении со стандартными портальными манипуляторами H-портал на 30% производительнее.

Линейные и вращательные движения в одном модуле

Линейно-поворотный модуль дополняет H-портал еще двумя степенями подвижности и осуществляет линейные и вращательные движения в одном модуле. Две оси модуля могут двигаться независимо, что часто востребовано в сборочных операциях. В дополнение к вертикальному перемещению весьма часто встречаются требования к повороту деталей перед их установкой, что и реализует данный модуль. Кроме того, в модуле предусмотрено отверстие для подачи вакуума на выходное звено (захват). Линейно-поворотный модуль способен развивать ускорение 20 м/с2 и скорость до 1,5 м/с. При сочетании этого модуля с механическими или вакуумными захватами возможно перемещать объекты до 1 кг.

Компактный и динамичный: высокоскоростной Т-портал

Т-портал построен по той же технологии, что и Н-портал. Этот высокоскоростной модуль pick&place предоставляет более высокую динамику, чем обычные двухкоординатные манипуляторы, и также может быть исполнен с любым рабочим полем. Т-портал – очень компактный и способен развивать действительно высокие ускорения по оси Z. Максимальное рабочее поле 1000 мм х 300 мм по осям Y и Z, соответственно, повторяемость при этом 0,1 мм.

Особенности конструкции

Характеристики обоих порталов достигают 5 м/с по скорости и 50 м/с2 по ускорению на всем рабочем поле благодаря особенностям конструкции: два ременных привода подсоединены к поперечной балке с помощью одного замкнутого зубчатого ремня. Ремень приводится двумя неподвижными серводвигателями Festo серии EMMS – сокращение подвижной массы. Эти две особенности (замкнутый ремень и сниженная подвижная масса) и позволяют достигать высоких показателей динамики.

Кинематическое системное решение

Основой данных высокоскоростных манипуляторов является контроллер робототехнических систем CMXR от Festo.

Он объединяет механические системы, системы электропривода и алгоритмы управления для получения кинематического системного решения. Контроллер CMXR осуществляет управление высокоскоростными перемещениями в трех измерениях. Функциональность контроллера включает: 3D-интерполяцию, прямые и обратные кинематические преобразования для трипода, Н-портала и Т-портала, корректировку размера инструмента, выбор системы координат (инструмента, объекта, системы перемещения). CMXR имеет встроенные сетевые интерфейсы для управления сервоприводами и пневматикой и для связи с более высоким уровнем управления. Кроме того, очень часто совмещают высокоскоростные перекладчики с контроллером CMXR с компактной системой технического зрения SBOx, что дает возможность создания решений перекладки для движущихся объектов.

Бесконтактный захват

Вакуумный захват по принципу Бернулли в сочетании с подъемно-поворотным модулем (для Н-портала) представляет собой идеальное решение для перемещения ячеек солнечных батарей или других хрупких объектов. Такие объекты, как кремниевые пластины или ячейки солнечных батарей, схватываются бесконтактно с помощью создания избыточного давления на захвате совместно с вакуумом на поверхности объекта, которая предназначена для схватывания. При этом плоский объект присасывается к захвату, пока существует равновесие между весом объекта, противодавлением от сопел и усилием потока воздуха, создаваемого ускорения при перемещении манипулятора. Тогда существует воздушный зазор в пределах 0,5–3 мм между захватом и поверхностью объекта, т. е. объект захватывается бесконтактно.

Готовые к установке системные решения

Оба манипулятора – и Н-портал, и Т-Портал – представляют собой законченные, готовые к установке встраиваемые системы перемещения, в которые входят также и выходные звенья, например, бесконтактные, вакуумные или механические захваты. Эти решения полностью оттестированы, собраны и поставляются для конкретной машины или линии совместно со всей необходимой документацией и, конечно, полной функциональностью для решения поставленной задачи.

Фотографии и материалы предоставлены компанией Festo

Электропривод 20.09.2017 Компания «Данфосс» представила новую версию популярного преобразователя частоты VLT. Обновленный HVAC Drive FC 102 дает свободу выбора электродвигателя, так как работает со всеми существующими технологиями: асинхронными, синхронными и SynRM приводами.
Электропривод 14.09.2017 Немецкий бизнес в России почти единогласно выступил против нового закона США о санкциях – таковы результаты опроса Российско-Германской внешнеторговой палаты (ВТП), в котором приняли участие 193 немецкие компании, работающие в России.
Мнение 08.09.2017 Министерство промышленности и торговли России утвердило 16 проектных предложений поддержки промышленности. В числе одобренных инициатив – формирование отечественной компонентной базы для отраслей машиностроения.
Электропривод 06.09.2017 Компания mayr Antriebstechnik разработала электромагнитную версию линейного тормоза серии ROBA-linearstop для применений, в которых отсутствуют или нежелательны компрессоры или агрегаты для гидравлической системы или сжатого воздуха.
Электропривод 04.09.2017 Новинки в области электромеханической трансмиссии и гибридных силовых установок на отраслевой выставке MINExpo глазами Станислава Флоренцева, главного конструктора электропривода транспортных средств ООО "Русэлпром".
Электропривод 04.09.2017 Компания Schaeffler начинает серийное производство экологичных приводов: от электроприводов осей до модулей управления тепловым режимом. На международной автомобильной выставке IAA компания представила перспективные технологии со сниженным и нулевым вкладом в парниковый эффект.
Автоматизация 01.09.2017 Интеллектуальная конвейерная система SuperTrak от австрийской компании B&R разработана на основе 14-летнего опыта работы в промышленности. Технические решения, реализованные в системе, гарантируют высокую отказоустойчивость оборудования и надежную эксплуатацию в режиме 24/7.
Электропривод 28.08.2017 Компания «Сименс» получила заказ на строительство подвесной контактной сети для электрифицированных грузовых перевозок на десятикилометровом участке автобана во Франкфурте. Линия будет поставлять электроэнергию для электроприводов гибридных грузовиков.