Jste zde

24V lineární pohon ELP pro přesné polohování a robotické funkce

Antonín Vojáček, 30. Duben 2018 - 18:27

Mezi zajímavé moderní pohony pro 21. století lze zařadit 24 VDC lineární pohon ELP společnosti Schunk. Obsahuje nejen pohybovou část ale i integrovanou kompletní elektroniku a základní funkci lze zprovoznit bez složitého programování. Stačí jen 24V signály start / stop a rychlosti pohybu a počáteční a konečnou pozici výjezdu lze nastavit přímo na pohonu.

Kompaktním lineárními pohony řady ELP německé společnosti SCHUNK jsou ideálními prostředky pro realizaci vlastních jednoduchých robotických systémů pro realizaci automatizace pohyb, polohování a přesunu předmětů ve výrobních linkách a automatických strojích. Firmě SCHUNK se podařilo realizovat ultrakompaktní lineární modul s bezúdržbovým 24V lineárním motorem, jehož uvedení do provozu je neuvěřitelně jednoduché. V rámci stavebnicových mechatronických systémů SCHUNK kompletuje tato řada segment snadno použitelných mechatronických alternativ. Nyní mohou být kompletní úlohy pick & place či manipulace řešeny elektricky stejně snadno, jako tomu bylo doposud s pneumatickými moduly.

Příklady použití lineárního pohonu Schunk ELP.

Pohon, řízení a samo učící technologie Auto-Learn jsou kompletně integrovány přímo uvnitř pohonu. K uvedení do provozu proto stačí připojit každý lineární pohon přes normovaný konektor (M8/M12) na 24VDC napájení a přímo běžné I/O řídící signály PLC a nastavit počáteční i koncovou polohu mechanicky šestistranným klíčem. Také lze snadno nastavit výsuvnou a zasouvací rychlost šroubovákem pomocí dvou otočných spínačů. Stejně jako u konvenčních pneumatických pohonů, i zde může probíhat řízení přes standardní dvoustavové binární signály.

Popis provedení a použití lineárního pohonu Schunk ELP.

Samo učící funkce Auto-Learn umožňuje pohon naučit na sekvenci pohybů. Tento režim bere v úvahu pozici montáže (horizontální či vertikální), upevněnou zátěž na rameno, nastavení cílové vysunuté pozice a nastavení voličů rychlosti výsuvu a zasunutí. Při učení se na základě spouštěcích signálů provádí postupně několik vysunutí, nejdříve nejmenší rychlostí a následně postupně vyššími rychlostmi. Během tohoto procesu si řídící jednotka vyhodnocuje zatížení v závislosti rychlosti pohybu a stanovuje optimální parametry. Zpravidla k dokončení automatického procesu učení stačí dva až pět zdvihů. Stav průběhu učení Auto-Learn signalizuje integrovaná LED dioda. I poté, při provozu, je proces průběžně sledován a flexibilně přizpůsobován změnám. K použití lineární jednotky nejsou proto potřeba žádné speciální programátorské či nastavovací know-how a ani prostor v rozvaděči pro montáž nějaké řídící jednotky, jako je tomu potřeba u servomotorů.

Ukázka použití běžných magnetických čidel pro detekci výchozí (počáteční) a vysunuté polohy pohonu (podobně jako u pneumatických pístů.

Držáky a upevnění pro pneumatické pohony mohou být přímo využity a nahrazeny 1:1 elektrickými jednotkami ELP. Vzhledem k tomu, že kompaktní jednotky nevyžadují hydraulické tlumiče, snižují se náklady na uvedení do provozu a údržbu téměř na nulu. Navíc je vyloučeno, aby při poškození tlumičů došlo ke škodám a dlouhým odstávkám.

Naopak elektrické osy přesvědčí dlouhou životností, v porovnání s pneumatickými moduly nízkými provozními náklady, stejně tak vysokou procesní stabilitou. Lineární osy jsou od podzimu 2016 k dispozici ve třech velikostech (25, 50, 100) vždy se třemi variantami zdvihu. Opakovatelná přesnost je 0,01 mm, maximální zdvih 200 mm. Díky standardizovaným montážním otvorům jsou připraveny pro bezprostřední kombinování s početnými moduly z celosvětově největšího systémového programu pro modulární vysoce výkonnou montáž firmy SCHUNK.

Porovnání konstrukce stejného dvouosého mechanismu s pohonem Schunk ELP s pneumatickýni místy (obr. nahoře) a běžným lineráními servopohony (obr. dole).

Základní parametry:

Výběr provedení: 9 různých variant.
Velikosti: 25, 50 nebo 100 mm (dle zvoleného typu).
Max. zdvih: 30 až 200 mm (dle zvoleného typu).
Přesnost polohování: ±0,01 mm.
Max. tlačná síla: 17 až 104 N (dle zvoleného typu).
Max. zatížení: 1 až 6 kg (dle zvoleného typu).
Řídící a poháněcí jednotka je součástí pohonu.

Napájecí napětí pohonu: 24 VDC.

Možnosti nastavení / řízení:
automatická učící funkce nastavení rychlosti,
mechanické nastavení koncové polohy vysunutí,
mechanické nastavení počáteční polohy,
ruční nastavení rychlosti vysouvání na kruhovém přepínači,
ruční nastavení rychlosti zasouvání na kruhovém přepínači,
možnost řízení (aktivace pohonu) přes dvoustavové vstupy/výstupy,
možnost kompletního řízení přes sběrnici.
Lze dodat i s elektrickou brzdou pro zajištění pohonu při vertikálním použití.

Závislost času vysunutí na nastavené hodnotě rychlosti (obr. vlevo) a možné maximální zatížení (obr. vpravo) pro lineární pohony Schunk ELP řady 100.

Video výrobce:

Závěr:

Na jednoduché robotické operace, například dvou či 3osý pohyb, není hned nutné použít drahé roboty. Je možné si postavit vlastní sekvenci z moderních elektrických lineárních pohonů, jako například zde uvedených typů Schunk ELP.

Na rozdíl od standardních pneumatických pístů je zde výrazně snadnější přesné řízení a hlavně přesné a jasně definované zastavení i rychlost výjezdu a zasunutí.

Moderní elektrické lineární pohony již nejsou nutně složité na použití a zprovoznění a mohou se v této oblasti blížit právě pneumatickým válcovým pohonům.