Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Решения, технологии, стандарты - статьи Ua.Automation.com

Электрический цилиндр DNCE от Festo

Электрический цилиндр DNCE от Festo

Совершенное дополнение пневматических компонентов

Становление и развитие концепции Мехатроники на FESTO началось с создания электрических приводов, совместимых по конструкции с пневматическими. Продукт, который хотелось бы рассмотреть в первую очередь, это электрический цилиндр DNCE. Идея разместить жесткую электромеханическую систему с возможностью гибкого управления в корпус пневмоцилиндра витала в воздухе – сам рынок  требовал этого. Даже самые простые машины и механизмы стали выходить на новый уровень автоматизации и требовать все большей производительности и гибкости от систем перемещения.  Таким образом, получая в распоряжение систему перемещения с идентичным механическим интерфейсом, но с лучшими характеристиками и функциональностью, можно усовершенствовать машину без серьезного изменения  конструкции.
 
Конструкция и комплектация DNCE
 
Принцип действия
 
Как же устроен электрический цилиндр DNCE? Электрический цилиндр состоит из механической приводной системы (передача: винт-гайка скольжения или качения, шток и корпус), электродвигателя с монтажным комплектом (фланец и соединительная муфта) и электронного устройства управления двигателем.  Принцип действия прост: электродвигатель, управляемый электроникой, жестко соединен с винтовой передачей. Передача винт-гайка преобразует вращательное движение в поступательное и передает его через гайку штоку. Таким образом, получаем управляемое поступательное перемещение.
 
 
Конструкция механической системы представлена на рисунке. Внешние габариты и присоединительные размеры передней и задней крышек, алюминиевого профиля и самого штока соответствуют габаритам пневмоцилиндра DNC и стандарту ISO 6431. В корпусе задней крышки расположена подшипниковая опора, в которую жестко установлен приводной конец винта. Гайка, установленная на винте, жестко связана с движущимся поступательно штоком. Кроме того, на гайке установлено кольцо скольжения из полимерного материала с защитой от проворачивания, а также магнитное кольцо для обеспечения срабатывания бесконтактных концевых выключателей. В передней крышке установлен линейный подшипник для удержания направления движения штока.
 
Типы привода
 
Линейная ось DNCE может быть укомплектована двумя типами винтовых передач: скольжения – винт-гайка с трапециедальной резьбой; качения – шарико-винтовая передача (ШВП) с рециркуляцией шариков. 
 
Электроцилиндр DNCE-LS (LS = Lead screw/винт-гайка скольжения) – экономичное решение с простой передачей винт-гайка скольжения. Линейная ось DNCE-LS предназначена для медленных перемещений с высокими усилиями подачи. Одной из основных характеристик данного типа привода является наличия свойства самоторможения, что нередко является очень полезным, например, при вертикальном перемещении. Электрический цилиндр с таким типом привода оптимизирован для комбинации с интегрированными сервоприводами постоянного тока MTR-DCI и шаговыми приводами FESTO.
 
 
Электроцилиндр DNCE-BS (BS = Ballscrew/ШВП) – это производительное и функциональное решение. Линейная ось DNCE-BS предназначена для длительных возвратно-поступательных движений с высокой динамикой. Привод на базе ШВП – это точная и надежная система перемещения, рассчитанная на длительную эксплуатацию. Комплектация электрического цилиндра с ШВП оптимизирована для использования совместно с шаговыми  и сервоприводами FESTO. 
 
Типы двигателей. Монтаж двигателей
 
 
Уже упоминалось, что с электрическим цилиндром возможно агрегатировать три типа сервоприводов:
 
- Интегрированный сервопривод постоянного тока MTR-DCI. Это  комплекcное решение, которое сочетает в одном корпусе электродвигатель, энкодер и управляющую электронику. Необходимо только подать питание и управляющий сигнал.
- Комплектный шаговый привод: двигатели EMMS-ST и сервоусилители CMMS-ST. Может быть использован как разомкнутый шаговый привод без датчика положения или как сервопривод с относительным энкодером и полным контролем над позицией, скоростью и моментом, а как следствие и контролем над потреблением энергии.
 
- Комплектный синхронный сервопривод: серводвигатели EMMS-AS и сервоусилители CMMx-AS. Полноценные сервоприводы с двигателями на постоянных магнитах, абсолютными энодерами на валу и богатым набором функций.
 
Для удобства использования можно крепить любой из приведенных типов двигателей соосно электроцилиндру или параллельно. Существуют стандартные соосные и параллельные монтажные комплекты для любого из трех типов двигателей. Соосный монтаж выстраивает всю систему в линейку и является наиболее простым и стандартным. Параллельный монтаж позволяет сократить линейный габарит системы перемещения.
 
Опции
 
Для закрепления на установке и максимальной адаптации электрического цилиндра к требованиям задачи существует возможность укомплектовать его дополнительными элементами и аксессуарами.
 
Весьма часто для компенсации радиальных составляющих нагрузки или просто для использования цилиндра как консольной оси добавляют в комплектацию системы перемещения стандартный узел внешних линейных направляющих – FENG. Линейные подшипники в данном случае могут быть как скольжения, так и качения.
 
 
Для использования линейной оси в сложных условиях с повышенной влажностью или запыленностью предусмотрен комплект гофрозащиты штока цилиндра EADB. 
 
Благодаря этой опции степень защиты может быть увеличена до IP65, что позволяет использовать DNCE в тяжелых производственных условиях.
 
 
Максимальной близостью крепежных и габаритных размеров пневматического и электрического цилиндра можно в полной мере воспользоваться при осуществлении крепежа на установке, а также при установке концевых выключателей (см.рисунок). Такое богатство опций позволяет легко и быстро подобрать нужный вариант крепежа и дополнительной комплектации, исходя из требований задачи.
 
Применения
 
Наличие свободно программируемых точек позиционирования, мягкий разгон и торможение, а также возможность создания уникальных профилей движения позволяет использовать электрический цилиндр DNCE в широком диапазоне применений. Рассмотрим наиболее характерные из них.
 
Выполнение подстроечных перемещений. Стандартная задача для комплекта DNCE-LS+MTR-DCI – установка формата изделия с помощью перемещаемого упора. Задачи локальной автоматизации, решаемые с минимальными доработками, готовым к установке законченным блоком.
 
 
Объемное дозирование жидких продуктов. С помощью DNCE-BS с шаговым или серводвигателем получаем систему с возможностью гибкого изменения скорости и объема дозирования, с контролем за профилем движения, что исключает возможность расплескивания продукта, а также позволяет совершать сложные волнообразные движения, например, при упаковке мороженного в прозрачный стаканчик.
 
 
 
Весьма часто электрический цилиндр используется в составе сложных автоматических линий. На рисунке ниже представлена линия упаковки и распределения готовой продукции. Манипулятор трипод EXPT FESTO, оснащенный машинным зрением, укладывает изделия на поддон, Y-Z манипулятор FESTO перекладывает поддоны в коробки, а лифт на базе DNCE распреляет коробки по рольгангам.
 
 
Расчет и ввод в эксплуатацию
 
Для получения полной картины мехатронной концепции FESTO рассмотрим специализированные программные продукты для расчета и подбора элементов систем перемещения и программные средства для конфигурирования и ввода в эксплуатацию.
Подбор и расчет
 
PositioningDrives простая и одновременно мощная программа для расчета и подбора систем электропривода позволяет исключить ошибки, сократить время и оптимизировать решение.
 
 
Исходные данные: ход, масса, повторяемость, направление перемещения необходимо ввести в программу. Предусмотрено ограничение требуемого времени перемещения, а также предварительный выбор типа привода и вариантов комплектации.
 
Для удобства выбора подобранные варианты можно отсортировать по типам двигателя и привода, функции компонентов, продолжительности цикла или стоимости.
 
Программа также выдает подробные результаты, такие как: графики движения, результаты расчета динамики, параметры системы, характеристики и список компонентов.
 
Ввод в эксплуатацию
 
Для этого используется программа конфигурирования FCT FESTO.
 
 
Ее характеристики:
- Управление и сохранение всех параметров приводной системы - в одном общем проекте;
- Управление проектом и данными для всех типов поддерживаемых устройств;
- Простота в использовании благодаря графически поддерживаемому вводу параметров;
- Универсальный режим работы для всех приводов;
-Работа в автономном режиме, за компьютером, или в оперативном режиме, непосредственно рядом со станком.
 
Яркий пример Мехатроники
 
Электрический цилиндр DNCE представляет собой яркую иллюстрацию концепции Мехатроники FESTO:
- Единый конструктивный стандарт с пневматикой позволяет гибко выбирать технические решения и использовать единый набор аксессуаров;
- Разные варианты комплектации (тип передачи: винт-гайка/ШВП, тип сервопривода: интегрированный или комплектный) позволяет использовать электроцилиндр как в задачах локальной автоматизации с невысокими требованиями, так и в высокодинамичных задачах  в сложных системах и комплексах.
 
 
ДП «Фесто»
 
[email protected] – для заявок
[email protected] – для технических запросов
 
Виталий Мысечко,
менеджер направления
Электромеханический привод и мехатроника