Témata
Zdroj: Bosch Rexroth

Inteligentní servohydraulické osy

30. 06. 2021

Mnozí výrobci strojů zastávají názor, že hydraulické lineární osy jsou příliš složité, těžkopádné a komplikované v případě potřeby rychlého uvedení do provozu. V dnešní moderní době implementace inteligentních elektronických systémů regulace do hydraulických obvodů však už tato zažitá teorie neplatí. Moderní regulované osy mají mnoho silných stránek, mezi něž jednoznačně patří vysoký výkon, dynamika a dlouhá životnost. Jak můžeme těchto výhod správně využít bez jakýchkoli znalostí hydrauliky?

Reklama

Odborníci na průmyslovou hydrauliku společnosti Bosch Rexroth kompletně přepracovali elektrohydraulické osy a vyvinuli ucelené inovativní řešení s názvem CytroForce. Nyní jsou schopni během 12 týdnů připravit ve spolupráci se zákazníkem lineární osy, které jsou předem nakonfigurované a nachystané pro přímou instalaci do systému a připravené pro okamžité uvedení do provozu.

Servohydraulické lineární osy řady CytroForce jsou kompaktní, snadno konfigurovatelné a bezúdržbové. (Zdroj: Bosch Rexroth)

Předkonfigurované kompaktní osy plug&produce

Jakmile jsou lineární osy uvedeny do provozu v souladu s konceptem plug&produce, jsou prakticky bezúdržbové. Jak je to možné? Samostatné servohydraulické osy (SHA) v řadě CytroForce se skládají z průtokově a prostorově optimalizované kombinace servopohonu, hydraulického čerpadla, ventilů a hydraulického válce. Spolu s nádrží, pojistnými ventily a senzory tvoří uzavřený kapalinový okruh. Další standardní součást tvoří integrovaný řídicí systém, standardní software PFC a otevřená komunikační rozhraní. Softwarově podporovaná parametrizace pomocí programu IndraWorks eliminuje potřebu náročného programování. Proto lze rychle a snadno provést detailní úpravy cyklu. Software navíc podporuje další nástroje pro simulaci, optimalizaci a uvádění do provozu.

Reklama
Reklama

Výhody konvenční hydrauliky

Elektrické a hydraulické komponenty kompaktních os CytroForce tvoří společně modulární systém, jehož prostřednictvím lze výkon, polohu a sílu jednoduchým způsobem regulovat při pohybu ve všech směrech.

Díky standardizaci a optimalizaci rozhraní mezi čerpadlem, ventilovým blokem a hydraulickým válcem můžeme takto dosáhnout extrémně široké škály různých kombinací a modelů, aniž by bylo nutné opustit standardizovaný design uzavřeného hydraulického okruhu. Nová koncepce regulovaných os je však nejen flexibilní, ale také důkladně optimalizovaná ve smyslu proudění kapaliny a minimalizace průtokových ztrát, které u konvenčních systémů výrazně zhoršují celkovou energetickou bilanci.

Díky integrovaným senzorům má uživatel stálý přehled o důležitých parametrech provozu. (Zdroj: Bosch Rexroth)

Kompaktní hydraulické bloky jsou navrženy ve 3D CAD softwaru a poté odlévány do forem vytvořených pomocí 3D pískových jader. Tato technologie vede k efektivnímu využití materiálu. Optimalizací hydraulického bloku je možno dosáhnout znatelně tiššího provozu a snížení spotřeby energie v průměru až o 80 %. Hlavním přínosem jsou sofistikované tvarově rozložené kanály v bloku, které minimalizují třecí ztráty a místní odpory, a vytvářejí dobré podmínky proudění. Ve srovnání s předchozí generací SHA se snížil instalační prostor a hmotnost, což usnadňuje jejich integraci do širokého spektra strojního zařízení.

Reklama

Flexibilita standardních komponent

Díky své modulární konstrukci využívající standardizované rozhraní a osvědčené softwarové komponenty je systém CytroForce schopen nabízet široké využití v různých oblastech průmyslových aplikací.

Příklad: S novým standardním kompaktním řešením inteligentního rozváděcího bloku a hydraulickým válcem je možno jednoduše dosáhnout tří různých variant: s diferenciálním válcem, s válcem tandemovým a s válcem s oboustranně vyvedenou pístnicí se stejnými plochami. Inteligentní 3D optimalizovaný blok, který propojuje zdroj tlakové energie s hydraulickým válcem, značně snižuje hladinu hluku při proudění kapaliny, a tím přispívá k regulaci hluku celé soustavy. Jelikož je nádrž na pracovní kapalinu připojena přes standardní rozhraní na inteligentní blok, lze pomocí jednoho nebo dvou implementovaných hydraulických akumulátorů dosáhnout kompenzace různých objemů kapaliny na hydraulickém válci. Za účelem dosažení požadovaných funkcí je hydraulický blok vybaven standardními on/off nebo proporcionálními ventily.

Na videu můžete zhlédnout (v angličtině) webový seminář firmy Bosch Rexroth na téma „CytroForce: revoluční systémy servohydraulických os“. (Zdroj: Bosch Rexroth)

Inteligentní koncept CytroForce od firmy Bosch Rexroth přináší zcela nové řešení elektrohydraulických lineárních os pro lisy a obráběcí stroje. Systém lze použít pro extrémně širokou škálu průmyslových aplikací zahrnujících různé výkonové kategorie. Výrobci i uživatelé získají snadno a bez hlubokých technických znalostí vhodné řešení s krátkou dodací lhůtou. Nejenže dostanou spolehlivý produkt pro svou aplikaci, ale zároveň sníží spotřebu oleje a emise hluku a budou mít celkově nižší náklady na provoz a údržbu.

Vysoká výkonová hustota pro širokou škálu aplikací

Díky zvýšené účinnosti a hustotě výkonu pokrývá střední CytroForce-M síly až 1 200 kN. V závislosti na konfiguraci lze dosáhnout zdvihu hydraulického válce až 1,0 m a rychlosti pohybu rychloposuvem až 0,8 m.s-1. Přesnost polohování je 10 µm a opakovatelnost je 5 µm. Systém CytroForce se však také může pochlubit dalšími dobrými vlastnostmi, např. kompaktní osou plug&produce. V segmentu s nižším výkonem vyniká jako náhrada k elektromechanické ose nebo jako součást hybridních celků se standardizovanou koncepcí řízení a pohonu.

Uživatelé tak mohou snadno těžit ze spektra specifických průběhů sil, využití výstupního výkonu hydrostatického přenosového systému a možnosti akumulace tlakové energie a následné zpětné rekuperace. Standardizovaný design také umožňuje volitelnou strukturu chlazení, aby se dodatečně zvýšil výkon a provozní doba.

Jednoduché, intuitivní a kompaktní řešení

Jedním z klíčových cílů systému CytroForce je využít specifických výhod servohydraulických os i bez důkladných znalostí hydrauliky, a takto zefektivnit implementaci těchto zařízení u výrobců strojů. Proces je jednoduchý. Prodejce Bosch Rexroth provede zákazníka procesem konfigurace během osobní schůzky nebo virtuální schůzky. Pomocí konstrukčních nástrojů specifických pro daný produkt se zadávají síly, rychlosti, pracovní průběhy atd., definuje se cyklus a zkontroluje se instalační prostor. Během provádění konfigurace je daná osa připravena i k výrobě, což znamená, že ji lze do 12 týdnů od zadání objednávky zařadit do výroby. Cenová nabídka a technická dokumentace jsou zasílány nejpozději následující pracovní den ve formátu PDF.

Systém CytroForce nabízí široké možnosti využití v různých oblastech průmyslových aplikací. (Zdroj: Bosch Rexroth)

Nižší celkové náklady

Systém CytroForce snižuje náklady na energii až o 80 % (v závislosti na pracovním cyklu a aplikaci) ve srovnání s konvenčním hydraulickým řešením. Dalších úspor lze dosáhnout snížením objemu pracovní kapaliny až o 97 % a uspořením 50 % potřebného prostoru pro implementaci. Konvenční hydraulická jednotka totiž už není zapotřebí. Zjednodušený proces uvádění do provozu prostřednictvím systému plug&produce představuje další faktor, který pozitivně ovlivňuje celkové náklady. Vzhledem k tomu, že s předkonfigurovaným SHA (servohydraulická osa) lze zacházet jako s elektrickým pohonem, je třeba připojit pouze napájení a následně nadřazený řídicí systém. Požadavky na údržbu jsou díky uzavřenému systému minimální.

Vyšší produktivita

Vysoký výkon, zkrácená doba cyklu, nízká hlučnost, kompaktnost a nízké náklady vedou jednoznačně ke zvýšení produktivity. Ve srovnání s konvenčními lineárními osami je potřeba pouze polovina instalačního prostoru. Spotřeba energie pohonu s proměnnými otáčkami je o 80 % nižší než u konvenčních hydraulických systémů. Nižší požadovaný objem oleje ve srovnání s otevřenými systémy je také ekonomicky a ekologicky výhodný. Například standardní osa, včetně nádrže a pohonné jednotky, vyžaduje mezi 100 a 250 litry oleje, zatímco osa CytroForce vystačí s objemem od 3 do 15 litrů. To je snížení až o 97 %.

Prediktivní údržba

Uzavřený hydraulický systém má pozitivní vliv na údržbu. Na rozdíl od běžné hydraulické osy se do systému nemohou jednoduše dostat žádné nečistoty. To znamená, že filtr je nutné vyměňovat jen velmi zřídka. Pokud sledujeme stav osy a provádíme pravidelné kontroly, můžeme výrazně snížit prostoje. Díky integrovaným senzorům a otevřeným rozhraním mohou snímače identifikovat a řídicí systém analyzovat data, která jsou kritická z hlediska problémů a poruch. Prediktivní analýzy lze dokonce provádět pomocí služby ODiN.

Několik kroků přímé údržby lze rychle provést díky speciální servisní sadě. (Zdroj: Bosch Rexroth)

Samostatné servohydraulické lineární osy z řad CytroForce, SHA a EMAH mají výhodu přímé údržby. Těchto několik pracovních kroků lze provést díky speciální servisní sadě. Jde o rychlejší proces, než je například pravidelné mazání mechanických os.

Související články
Inteligentní hydraulické systémy pro tváření

Propojení strojů a systémů s IT otevírá obrovský potenciál pro hospodárnější, rychlejší a intuitivnější techniku tváření. Jak to funguje, ukazuje řešení firmy Bosch Rexroth.

Tradice s novým jménem

Historie společnosti Glentor se pod tímto obchodním jménem datuje od roku 1995, ale tradice výrobního programu v oboru hydraulických a pneumatických systémů, na kterou aktivity Glentoru přímo navazují, sahá až do padesátých let minulého století.

Hydraulický systém klikujícího autobusu

O tom, že průmyslová hydraulika nemusí být vždy jen nudným řemeslem, svědčí i zkušenosti společnosti Glentor, jejíž pracovníci se při své práci často setkávají s neobvyklými aplikacemi například v divadelní technice, v zoologických zahradách nebo při sportovních akcích.

Související články
Pro bezpečný provoz hydraulických zařízení

Výrobky společnosti Argo-Hytos zajišťují nejen bezpečnost, ale navíc jsou natolik inteligentní, že chrání hydraulický systém i v případě nesprávné obsluhy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Bezpečná hydraulika

Poslední článek z října roku 2011 pojednával o něčem navíc, co nabízí Gates uživatelům svých produktů. Tím je školicí program Bezpečná hydraulika. V tomto článku je přiblížen obsah tohoto školení a původ všech těchto poznatků.

Péče o mobilní hydraulická zařízení

Zatímco přínosy kvalitní péče o oleje v průmyslu jsou veřejnosti poměrně známé, zajištění špičkové péče o oleje v mobilních zařízeních běžné není. Přitom pořizovací náklady mobilních zařízení, například pro oblast stavebnictví, doly, těžbu dřeva aj., se pohybují v podobných cenových relacích jako výrobní zařízení pro průmysl. Také ztráty způsobené prostojem v nejméně vhodný okamžik se bez problémů mohou vyšplhat do výše statisíců korun.

Řízení minimalizace znečištění hydraulických systémů

Hydraulické systémy tvoří nedílnou součást řady výrobních a provozních zařízení, což znamená, že jakákoliv znečištění hydraulické kapaliny může mít významný dopad na jejich činnost. Přibližně 75 % všech poruch hydraulických systémů ve skutečnosti nějakým způsobem souvisí s kontaminací.

Hydraulické hadice pro úsporu nákladů

Firma Gates, o které už byla řeč v prosincovém vydání 2010, vyrábí nejen automobilové i průmyslové řemeny, ale jak už bylo zmíněno i hydraulické hadice, koncovky, šroubení, trubkové spoje a průmyslové hadice.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu automatizace obslužných procesů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.

Tlak na zvyšování produktivity a další faktory související s cenou práce či nedostatkem pracovní síly přiměly mnoho výrobců automatizovat své výrobní procesy. Většina obslužných procesů, jako je upínání, paletizace, kontrola kvality a další úkony (třídění, odvoz, balení), probíhá ve vedlejších časech.


I tyto procesy lze optimalizovat, zefektivnit anebo částečně automatizovat. Jaké produkty, systémy či služby zvyšující efektivitu obslužných výrobních procesů nabízí vaše společnost?

Jednokomorové dvoupotrubní dávkovače do CMS

Na rozdíl od stávajících dvoukomorových dávkovačů se šoupátkovými rozváděči, např. zn. Lincoln, jsou nové jednokomorové dávkovače řady 2D a 2DD nesrovnatelně jednodušší. Nový princip plnění dávkovacích komor prostřednictvím dvojice jednosměrných ventilů V1-V2 v sobě skrývá potenciál uspokojit poptávku po levném mazání tukem i pro běžné stroje a strojní zařízení. S tím byla odborná veřejnost seznámena v článku MM Průmyslové spektrum 11/2018, nazvaném Nová koncepce dvoupotrubních CMS.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Péče o oleje znamená také péči o stroje

S přístroji na elektrostatické čištění olejů (ELC) Kleentek se můžeme setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. Mají široké možnosti využití, protože jsou použitelné pro většinu typů průmyslových olejů. Na podrobnosti jsme se zeptali Ing. Milana Soukupa, obchodního ředitele společnosti Kleentek.

Od matematických modelů k domácí elektrárně

Technici znají organický Rankinův cyklus (ORC) již od 19. století, ale až donedávna se nedařilo pro něj nalézt praktické využití. V posledních letech se na využití principu ORC zaměřili v Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT (UCEEB). Výzkum tepelných cyklů s nízkým výkonem se jevil jako perspektivní v oblasti mikrokogenerace a využití odpadního tepla. Zvýšený zájem o ORC souvisel především s vývojem „domácí“‎ mikroelektrárny WAVE, která nyní již úspěšně „běží“‎ ve zkušebním provozu.

Průtokoměr s oválnými koly

Potřeba měřit viskózní látky v průmyslu je velká. Společnost Kobold Messring pro tyto aplikace vyvinula průtokoměr s oválnými koly, model DON.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit