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 02.10.2019 Золотую медаль за инновационную трансмиссию eAutoPowr и интеллектуальную систему e8WD получила компания John Deere от Сельскохозяйственного общества Германии (DLG). Еще за 39 продуктов и решений были отмечены серебряными наградами.
Электропривод 30.09.2019 Компания Sumitomo Heavy Industries достигла соглашения о приобретении производителя частотно-регулируемых приводов Invertek Drives. Как сообщается в релизе, это очередной шаг стратегии по развитию бизнеса, как с точки зрения увеличения портфеля, так и расширения охвата мирового рынка.
Электропривод 30.09.2019 Компания Schaeffler выходит на рынок двигателей для электромобилей с модульной технологической платформой высокой степени интеграции. Ряд применений варьируется от гибридных модулей и специализированных гибридных трансмиссий (DHT) до электрических двигателей для электрических мостов.
Электропривод 10.09.2019 Компания ABB выиграла заказы на сумму более 140 миллионов долларов от швейцарского производителя поездов Stadler на поставку современного тягового оборудования для поездов и локомотивов в США и нескольких европейских странах.
Электропривод 02.09.2019 Преобразователь частоты компании Danfoss получил возможность мониторинга и прогнозирование технического состояния систем с частотным регулированием. VLT AutomationDrive FC 302 позволяет заблаговременно обнаруживать неполадки в приводной системе.
Автоматизация 29.08.2019 Министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров направил приветствие в адрес участников, гостей и организаторов международной политехнической выставки «Технофорум-2019».
Электропривод 27.08.2019 Cуществует несколько эффективных технологичных мероприятий, позволяющих ускорить процесс внедрения высокоэнергоэффективных двигателей. Одно из них заключается в заливке ротора медным сплавом, обладающим высокой электрической проводимостью, и, следовательно, снижающим потери в обмотке ротора.