Aktuální situace v oblasti lineárních pohonů

Lineární pohony jsou již v současné době nabízeny mnoha různými výrobci a mnoha různých variantách. Konkurence již tak začíná být dost veliká a každý výrobce se snaží nějak odlišit a vymyslet něco nového inovativního.

V oblasti lineárních polohovacích pohonů jsou na jedné straně důležitou stránkou jejich výkonové a provozní parametry, ale na druhé straně však i neméně důležitá co nejsnazší zástavba / napojení a následné nastavení či servis. To především ocení montážní technici a následně uživatele strojů.

Příklad porovnání provozních parametrů moderního lineárního elektropohonu (elektropístu - ELECYLINDER) a pneumatického pístu (Air cylinder).

Z pohledu provozních parametrů obvykle výrobce hlavně ukazují výhody proti doposud hojně využívaným pneumatickým pístům / válcům. V tomto směru lineární pohony v porovnání statických i dynamických vlastností ve většině případů vyhrávají, protože dnes již poskytují při porovnatelné velikosti s pneumatickými písty jak větší odolnost proti mechanickému zatížení hřídele či jezdce, tak i rychlejší i přesnější pohyb. Prakticky všechny dnes nabízené lineární pohony lze regulovat z pohledu rychlosti rozjezdu, dojezd, pojezdu i nastavit přesnou počáteční i koncovou polohu na desetiny nebo až i setiny milimetru. Každý, kdo někdo nastavoval / reguloval funkci pneumatických válců mi jistě dá za pravdu, jak složité je někdy správně nastavit nejen dobu sepnutí a rozepnutí ventilu tlakového vzduchu, ale i nastavit škrtícími ventily tlak, aby píst nevyjížděl moc razantně nebo naopak moc pomalu a zároveň aby měl dostatečnou tlačnou či tažnou sílu. A i když se dobré nastavení podaří naladit, tak stačí, aby druhý den uživatel na stejný přívodu tlakové vzduchu pustil další stroje, čímž sníží tlak v rozvodu a celé přesné nastavení je možné dolaďovat znovu.  A to již vůbec nemluvím o případech nutné zasynchronizace vysunutí více pneumatických pístů najednou. Tyto možnosti jsou s lineárními elektrickými písty / pohony dnes již poměrně hračkou.

Z pohledu snadnou montáž již se dnes výrobci pohonů snaží integrovat dříve externí řídící servo jednotky přímo do pohonu (elektroválce), čímž pro napojení prakticky stačí jen přivést napájení a pak aktivační řídící signály z PLC.

Příklady samostatného použití lineárních elekropohonů (elektropístů).

Lineární pohony IAI EC-xxx

Lineární pohony IAI EC (Elecylinder) byly přímo navrženy tak, aby mohly být použity jako snadná náhrada za pneumatické válce, jak z pohledu rozměrů, tak hlavně z pohledu snadné montáže. Nicméně mimo provedení v podobě válcového pístu se nabízí i provedení v podobě jezdce či i dvě speciální varianty "mikropístku". Celkově tak lze podle potřeby konkrétní aplikace vybírat z variant poskytující zdvih v rozmezí 50 až 500 mm.

Nové lineární elekropohony (ELECYLINDER) řady EC společnosti IAI.

Proti dřívějším výrobkům IAI má řada EC již plně v těle motoru integrovanou řídící jednotku, takže odpadá nutnost instalace jakékoliv odděleného modulu do rozvaděčové skříně. V té je tedy může klasicky být jen PLC dvoustavovými vstupy a spínanými výstupy a 24 VDC zdrojem, který současně může sloužit jako pro napájení PLC, tak i EC pohonu. Ve výsledku pak pro připojení EC pohonu stačí jeden kabel současně přivádějící 24 VDC napájení a i 24 VDC dvoustavové signály pro aktivaci vysunutí / zasunutí. K tomu jsou vždy k dispozici na společné konektoru pohonu 3 řídící signálové vstupy a pak i 3 informační spínané výstupu pro zpětnou vazbu pro PLC o stavu pohybu.

Samotné nastavení počáteční a koncové pozice (vzdálenosti) vysunutí / pojezdu a rychlosti pohybu se pak nastavují přímo v každém pohonu buď přes USB připojovací kabel z nastavovacího RCM softwaru běžící na PC nebo případně pro více "pohodové nastavování" i bezdrátově přes USB či Bluetooth komunikujícím speciálním ovládacím dotykovým panel IAI Touch Panel Teaching Pedant. Tím je možné nejen současně ladit nastavení více pohonů, ale i v reálném čase analyzovat jejich aktuální stav, provozní parametry (včetně opotřebení a počtu naběhaných km, provedených pohybových cyklů atd.) a zobrazovat varovná či chybová hlášení (jako například nečekaný náraz do nějakého předmětu či nemožnost dojetí na stanovenou pozici).

Možnosti napojení elekroválců IAI řady EC na PLC púro řízení pohybu a na PC nebo řídící panel pro nastavení parametrů a kontrolu funkce.

Všechny typy elektropohonů řady Elecylinder mají stejnou přesnost nastavení počáteční a koncové pozice výsuvu / posunu +/- 0,05 mm a rychlosti pohybu v krocích po 1 mm/s až do 800 mm/s. Přes zmíněný software v PC nebo nastavovací panel se pak u každého pohonu nastavují klikacím způsobem následující parametry:

• Počáteční pozice zdvihu / posunu v mm.
• Koncová poloha zdvihu / posunu v mm.
• Dobu rozjedu z počáteční pozice (zrychlení na zadanou rychlost) v % doby pohybu.
• Rychlost pohybu v mm/s.
• Dobu dojedu na koncovou pozici (zpomalení ze zadané rychlosti)  v % doby pohybu. 
• Nastavení limitu zatížení / přetížení v % (pro vyhodnocení přílišného zatížení nebo nečekaného nárazu do předmětu).

Nic více, nic míň. Z toho je patrné, že zprovoznění je poměrně velmi jednoduché i pro méně zkušené techniky, což je dnes v záplavě složitých zařízení čím dál tím důležitější vlastnost.

Příklady snadného nastavení provozních parametrů (počáteční / koncové pozice zdvihu a zrychlení a dojezd) a kontroly funkce elektropohonů IAI EC.

Tabulka možných konfigurací provedení

Závěr

Elektropohony / elektropísty IAI řady EC představují velmi zajímavé řešení pro takové aplikace, kde použití stále ještě levnějšího pneumatického pístu je již po výkonnostní stránce nebo z pohledu přesnosti funkce již nevhodné, ale současně je nějaké robotické řešení je zbytečně složité a drahé. Tedy například aplikace přesných a rychlých posunů / přenášení / orientace předmětů, automatického zavírání / otevírání apod.  

Odkazy:

• Webové stránky výrobce - společnosti IAI: https://www.intelligentactuator.com/ec-elecylinder-series/
• Webové stránky prodejce v ČR - společnosti REM-technik: www.rem-technik.cz