Jste zde

TEST - Páčkové přepínače pro polohovací a robotické funkce

Antonín Vojáček, 12. Září 2018 - 8:08

Přesné manuální ovládání polohování dopravních systémů či robotické ruky nelze efektivně a přesně provádět přes klasická tlačítka. Výhodnější je zde použít páčkové ovladače, například IDEC řady HW1M.

Každý konstruktér průmyslových strojů zná průmyslová tlačítka do či na rozvaděče či krabičky pro typizované otvory průměru 22 mm. Jejich výrobců je celosvětově velmi mnoho a nabízejí různou kvalitu i design / provedení, aby se odlišily. A tak lze najít v různých nabídkách i různé méně obvyklá provedení pro specializovanější aplikace. Jedním z takových případů jsou 2- a 4-polohové páčkové přepínače japonské společnosti IDEC řady HW1M.

Kde použít páčkové přepínače ?

V dnešní moderní automatizaci se stále více množí robotické nebo různé polohovací aplikace, kde pohodlná realizace ovládání nějaké základní polohovací funkce je již na běžná 1-polohová spínací či rozpínací tlačítka poměrně náročná, zvláště když jejich ovládání má být intuitivní a mají poskytovat schopnost možnost rychlé reakce na nastalé události. Každý operátor, který kdy například manuálně ovládal pohyb nějakého dopravního běžnými 2 nebo 3 spínacími tlačítky s funkcemi "DOPŘEDU" / "STOP" / "DOZADU" mi jistě dá za pravdu, že s jejich pomocí nastavit nějakou přesnou pozici najetí nebo rychle zareagovat je poměrně dost náročné (otravné).

Standardní stiskací tlačítka mají obvykle dost dlouhý krok stisku, takže než dojde k fyzickému stisku elektrických kontaktů může uplynout i mnoho desetin milisekund, což u hodně dynamických aplikací (např. rychle se rozjíždějící a rychle jedoucí dopravníky) může ve výsledku znamenat i nějakou nežádoucí kolizi nebo přinejmenším nepřesné najetí produktu, nastavení pozice dopravníků nebo nepřesné najeti ramena nějakého robotického stroje během manuálního ovládání.

Daleko větší komfort, rychlost a přesnost ovládání v těchto situacích lze pak zajistit jen použitím jiného typu / konstrukce ovládací části přepínačů. Ideální v tomto směru se jeví pákové provedení, kde k přepínací elektromechanických kontaktů přepínače nedochází vertikálním stlačením tlačítka, ale jen vychýlením páčky vlevo / vpravo u 2-polohových přepínačů nebo vlevo / vpravo / nahoru / dolů u 4-polohových přepínačů, kde vždy výchozí "nultá" poloha je centrální "rovná" pozice páčky, kdy není sepnutý žádný kontakt.

3-polohové páčkové přepínače jsou tedy ideálním řešením například již pro zmíněné dopravníkové systémy, kde je potřeba v manuálním režimu uživatelsky příjemně i jemně nastavovat pohyb vpřed, vzad a stůj. Pro časově delší posuvy / pohyby, kdy chceme zapnout pohyb a nechat zařízení nějakou dobu "jet" se hodí provedení s aretací páčky ve vychýlené pozici. Pro hodně dynamické a "mžikové" aplikace, kde je nutné velmi rychlá reakce aktivaci/deaktivaci je ideální pružinové provedení bez aretace, kde se páčka po vychýlení sama vrátí do neutrální střední pozice, pokud je uvolněna. Podle natočení přepínače v montážním (upevňovacím) otvoru pak tedy lze páčku vychylovat buď vlevo-vpravo nebo nahoru-dolů. Z pohledu elektrické funkce pak bývá ci obvykle k dispozici provedení se spínacími či rozpínacími kontakty (případně jejich kombinace spínací-rozpínací), kde se při vychýlení páčky na jednu ze stran sepne (či rozepne) příslušný kontakt.

5-polohové páčkové přepínače jsou pak ideálním řešení pro vícesměrové ovládání, tedy v osách X/Y nebo X/Z, například u různých systémů s 2D polohováním dopravníků nebo zvedacím / manipulačním mechanismem (robotickou rukou). Toto provedení páčkových přepínačů je již elektricko-mechanicky více složité, protože páčka umožňuje přepnutí vlevo-vpravo i nahoru-dolu, tedy křížové, a každá pozice má svůj vlastní spínací nebo rozpínací elektrický kontakt, tedy celkem 4 kontakty, což obvykle vyžaduje "dvoupatrové" provedení kontaktů. Opět jsou nabízeny provedení s aretací pozice páčky po přepnutí (tedy pro návrat do středové neutrální pozice je nutné opět za páčku zatáhnout) nebo pružinové provedení bez aretace, kde se páčka automaticky vrací do neutrální středové pozice po jejím uvolnění.

TEST - páčkové přepínače IDEC HW1M

Měl jsem možnost si vyzkoušet 4 různé páčkové přepínače japonské společnosti IDEC řady HW1M, konkrétně dva 2-polohové a dva 4-polohové (vždy provedení s aretací a bez pružinové bez aretace). A že byly opravdu přímo z Japonska, indikoval na každém z nich nápis "Made in Japan". To se dnes nestává tak často, aby nějaká elektrokomponenta byla vyrobena přímo v Japonsku, takže tato informace určitě trošku překvapí, zvláště u z elektrického pohledu nenáročné komponenty.

Dva 2-polohové (jeden pružinový a druhý s aretací) a dva 4-polohové(jeden pružinový a druhý s aretací) páčkové přepínače IDEC řady HW1M.

Kvalita mechanického provedení je dobře patrná ani ne tak z obrázků, ale při fyzickém kontaktu (osahání). Vše hned na první dojem působí dostatečně masivně a odolně (houževnatě), že je patrné, že by takový přepínač měl vydržet o často dost hrubé a dlouhodobé průmyslové zacházení. V průmyslu jsou stále obvykle kladeny na trvanlivost strojů a jejich ovládání jiná měřítka než na tzv. spotřební elektroniku, kde dnes už i uživatelé si zvykly na fakt, že pokud zařízení vydrží při dobrém zacházení více než 5 let, tak je to skoro zázrak. V průmyslu je pak stále 5 let bez větší poruchy prakticky povinnost a to při často velmi hrubém zacházení buď velmi pracovně přetíženou nebo naopak špatně vyškolenou obsluhou.

Ukázka různě přepnutých 2-polohových (s jednou řadou kontaktů) a 5-polohových (s dvěma řadami kontaktů) páčkových přepínačů s aretací v přepnuté pozici (sami se nevrací).

Všechny zde prezentované páčkové přepínače mají jednotou standardní koncepci skládající se z mechanicky odpojitelné horní ovládací části (hlavice) a spodní elektrokontaktní části, podobně jako jiná standardní průmyslová tlačítka. V tomto směru je stejná i montáž přepínačů do standardních otvorů 22 mm, kde po odpojení hlavice od bloků kontaktů se přes plastovou matici zašroubuje do montážního otvoru.

Z pohledu mechanického provedení je horní uchopovací část (hlavice) všech páček je tvrdé gumy "navařené" na nerezových tyčkách průměru 5 mm. Spojení tyčky s vysouvacím ovládacím mechanismem pro elektrokontakty je zapouzdřeno pružným a měkkým gumovým vlnovcem neomezující vychylování páčky. Spodní blok 2 kontaktů v jedné řadě (3-polohový přepínač) nebo 2x2 kontaktů ve dvou řadách nad sebou je z houževnatého silného plastu se masivními šroubovacími svorkami vhodné i pro průřezy vodičů 2,5 mm2. Spíše je do nich problematické upevnit vodičů o průřezu menším než 0,5 mm2. Páčka mechanického odpojení hlavice a kontaktů je méně typicky překryta žlutou krytkou, která však má funkce blokace proti přepnutí. Uvolnit blok kontaktů od hlavice tedy přepnutím páčku až po úplném sejmutím žluté krytky.

Závěr

Osobně nemám dlouhodobou zkušenost s mechanickou odolností zde uváděných páčkových přepínač IDEC HW1M, ale jejich konstrukce působila na mě od počátku odolně a trvale. A to, že lze mechanickou kvalitu posoudit hned při prvním kontaktu s průmyslovým tlačítkem je hned poznat při přímém porovnání mechanické kvality například evropské a čínské výroby často i u renomovaných výrobců, kteří obvykle i v čínských výrobnách více hledí na kvalitu.