Témata
Zdroj: Bosch Rexroth

Inteligentní servohydraulické osy šetří 80 % nákladů na energie

30. 06. 2021

Lineární osy pro výkonové, pohybové a polohovací systémy by měly být přesné, rychlé, účinné a spolehlivé, ideálně po celou dobu životnosti zařízení. Na čem ovšem nejvíc záleží, je jejich funkčnost, popřípadě možnost jednoduché údržby. Modulární řešení typu „plug & produce“ CytroForce od společnosti Bosch Rexroth dokazuje, že servohydrau­lické osy mohou být snadno konfigurovatelné, s minimálními servisními náklady a hlavně funkční produkty ihned po implementaci na zařízení. Jaké nové možnosti v průmyslových aplikacích se díky tomu otevírají?

Reklama

Mnoho výrobců strojů zastává 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 pro hydraulické obvody již tato zažitá teorie neplatí. Moderní regulované osy mají mnoho silných stránek, mezi které jednoznačně patří vysoký výkon, dynamika a dlouhá životnost. Jak můžeme těchto výhod správně využít bez pokročilých znalostí hydrauliky?

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

Předkonfigurované kompaktní osy plug & produce

Odborníci na průmyslovou hydrauliku ve společnosti Bosch Rexroth kompletně přepracovali elektrohydraulické osy a vyvinuli ucelené inovativní řešení s názvem CytroForce. Aplikační inženýři společnosti Bosch Rexroth jsou schopni během dvanácti týdnů připravit ve spolupráci se zákazníkem lineární osy, které jsou předem nakonfiguro­vané a nachystané pro přímou instalaci do systému. Jakmile jsou lineární osy uvedeny do provozu, jsou prakticky bezúdržbové. Jak je to možné? Samostatné servohydrau­lické osy (SHA) v řadě CytroForce se skládají z prostorově optimalizované kombinace servopohonu, hydraulického čerpadla, hydraulického bloku s ventily a hydraulického válce. Spolu s nádrží, ventily a senzory tvoří uzavřený hydraulický systém. Další standardní součást tvoří integrovaný řídicí systém, 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 návrh, simulaci a uvádění do provozu.

Reklama
Reklama
Reklama

Výhody oproti konvenční hydraulice

Elektrické a hydraulické komponenty kompaktních os CytroForce tvoří modulární systém, jehož parametry a funkcionalitu můžete libovolně nakonfigurovat. Díky standardizaci a optimalizaci rozhraní mezi čerpadlem, ventilovým blokem a hydraulickým válcem lze dosáhnout široké škály kombinací a modelů, aniž by bylo nutné opustit standardizovaný design uzavřeného hydraulického systému. Nová koncepce kompaktních os je flexibilní a důkladně optimalizovaná ve smyslu proudění kapaliny: kompaktní hydraulické bloky jsou odlévány do forem vytvořených pomocí 3D pískových jader. Tato technologie vede k efektivnímu využití materiálu a tiššímu provozu a snižuje spotřebu energie až o 80 %. Hlavním přínosem jsou tvarově rozložené kanály v bloku, které minimalizují tlakové ztráty a vytvářejí optimální podmínky pro proudění pracovní kapaliny. Ve srovnání s předchozí generací SHA byly zmenšeny zástavbové rozměry a hmotnost hydraulického bloku byla redukována. Díky tomu lze CytroForce integrovat do širokého spektra strojního zařízení.

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

Flexibilita standardních komponent

Systém CytroForce je schopen, díky své modulární konstrukci využívající standardizované rozhraní a osvědčené softwarové kom­ponenty, nabízet široké využití v různých oblastech průmyslových aplikací. Příklad: S novým standardním řešením rozhraní mezi řídicím blokem a hydraulickým válcem, bez použití dodatečné příruby, je možno jednoduše dosáhnout tří různých variant: s diferenciálním, tandemovým válcem a válcem s oboustran­nou pístnicí. Průtokově optimalizovaný blok, který propojuje zdroj tlakové energie s hydraulickým válcem, značně snižuje hladinu hluku při proudění kapaliny, a tím přispívá k minimalizaci hluku celé soustavy. Kompenzace různých objemů kapaliny na hydraulickém válci je realizována pomocí jednoho nebo dvou hydraulických akumulátorů. Za účelem dosažení požadovaných funkcí je hydraulický blok vybaven ventily a zaslepovacími deskami se standardizovaným rozhraním.

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

Vysoká výkonová hustota pro širokou škálu aplikací

Díky zvýšené účinnosti a hustotě výkonu pokrývá 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. V segmentu s nižším výkonem mohou být alternativou k elektromechanické ose nebo jako součást hybridních celků se standardizovanou koncepcí řízení a pohonu. Uživatelé tak mohou získat výhodu energeticky úsporného řešení, možnosti akumulace tlakové energie a následné zpětné rekuperace. Standardizovaný design také umožňuje volitelnou funkci chlazení, aby se dodatečně zvýšil rozsah funkčnosti a provozní doba.

Reklama

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.

Hlavní přínosy pro výrobce strojů, zařízení a uživatele kompaktních os

Snadná implementace

Jedním z klíčových cílů CytroForce je využít specifických výhod servohy­draulických os i bez pokročilých znalostí hydrauliky, a takto zefektivnit implementaci těchto zařízení u výrobců strojů. Proces je jednoduchý: prodejce Bosch Rexroth provede zákazníka procesem konfigurace během osobní nebo virtuální schůzky. Pomocí konstrukčních nástrojů specifických pro daný produkt se zadávají síly, rychlosti, trajektorie atd., definuje se cyklus a zkontrolují se zástavbové rozměry. Po provedení konfigurace je zvolené řešení připraveno k výrobě. U zákazníka je pak do 12 týdnů od zadání objednávky 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

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 s tím spojených nákladů na pojištění. Také zástavbový prostor je zredukován o 50 %. Konvenční hydraulický agregát už není zapotřebí. Zjednodušený proces uvádění do provozu pros­třednictvím systému plug & produce představuje další výhodu, která pozitivně ovlivňuje celkové náklady. Vzhledem k tomu, že s předkonfigurovanou SHA (servohy­raulickou osou) lze zacházet jako s elektrickým pohonem, je třeba ji připojit pouze k napájení a následně na nadřazený řídicí systém. Požadavky na údržbu jsou kvůli uza­vřenému systému minimální.

Vyšší produktivita

Vysoké výkonové parametry, zkrácená doba cyklu a nízké náklady vedou jednoznačně ke zvýšení produktivity. Je třeba pouze polovina zástavbového prostoru konvenčních lineárních os. Spotřeba energie otáčkově řízeného pohonu 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 až 250 litry oleje, zatímco osa CytroForce funguje už od 3 do 15 litrů. To je snížení až o 97 %.

Zvýšení doby v provozu

Uzavřený hydraulický systém s nízkou náročností na údržbu má pozitivní vliv na zvýšení doby zařízení v provozu. Na rozdíl od konvenční hydraulické osy se do systému nemohou dostat téměř žádné nečistoty. To znamená, že filtr je nutné vyměňovat jen velmi zřídka. Dobu odstávky zařízení z provozu lze také snížit pomocí prediktivní údržby. 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 provádět pomocí služby ODiN. Ukazatel stavu stroje pro celou osu a pro každou součást osy poskytuje informace pro optimalizace procesu a prediktivní údržbu.

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

Se svým evolučním konceptem CytroForce vytvořil Bosch Rexroth novinku mezi elektrohydraulickými lineárními osami – pro lisy a obráběcí stroje s extrémně širokou škálou průmyslových aplikací. Výrobcům strojů a jejich uživatelům přináší CytroForce výhodu flexibilního a standardizovaného řešení. Zákazník z nich získá konkrétní návrhy, které se snadno konfigurují a jsou k dispozici téměř okamžitě, s minimálním technickým úsilím. Uživatele potěší nižší uhlíkovou stopou, nižšími emisemi hluku a nižšími náklady na provoz a údržbu. Nemluvě o tom, jak uživatelsky přívětivé je řešení.

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

Související články
Třikrát "poprvé" na MSV

Letošní Mezinárodní strojírenský veletrh je pro společnost Bosch Rexroth hned v několika ohledech spojen se slovem „poprvé”. Letos poprvé představí všechny své produktové řady, průmyslovou automatizaci a průmyslovou i mobilní hydrauliku. Poprvé se výstavy spoluúčastní také certifikovaní partneři Bosch Rexroth. A stejně tak poprvé představí
hned několik novinek napříč všemi produktovými řadami.

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.

Trendy na MSV: Ve znamení špičkové hydrauliky

Brněnský Mezinárodní strojírenský veletrh 2021 byl velmi úspěšný. Nyní je již téměř za dveřmi další ročník a s ním i řada vystavovatelů. Pro náš seriál vybíráme ty nejfundovanější z nich, abychom se jich zeptali na zajímavosti a trendy v jejich oborech. Tentokrát jsme oslovili Ing. Filipa Kalaše, jednatele společnosti Bosch Rexroth.

Související články
Přesné a účinné hydraulické lineární osy

Lineární osy pro výkonové, pohybové a polohovací systémy by měly být přesné, rychlé, účinné a spolehlivé, a to ideálně po celou dobu životnosti zařízení. Na čem však nejvíc záleží, je jejich funkčnost, popřípadě možnost jednoduché údržby. Modulární řešení CytroForce od společnosti Bosch Rexroth typu "plug & produce" dokazuje, že servohydraulické osy mohou být snadno konfigurovatelné, s minimálními servisními náklady, a hlavně funkční ihned po implementaci do zařízení. Jaké nové možnosti v průmyslových aplikacích se díky tomu otevírají?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nová úroveň vývoje lineární techniky

Požadavky konstrukčních inženýrů a výrobců strojů se často a rychle mění. Na základě stále rychlejších vývojových cyklů konstruktéři hledají řešení, která se pružně přizpůsobí novým výrobním procesům. Lineární technika Rexroth nové požadavky přesně splňuje, a to díky inteligentním mechatronickým řešením a díky použití inteligentních produktů.

Inteligentní hydraulika pro Industry 4.0

Industry 4.0 jako vize budoucnosti se v současnosti skloňuje již ve všech pádech. Z pohledu čisté automatizace se však nejedná o žádnou revoluci – spíše o evoluční vývoj, který dnes umožňuje dalekosáhlé síťové propojení. V aktuálních Motion Controls a systémech Motion Logic určených pro hydrauliku integroval Rexroth do softwaru některé funkce, které byly v minulosti řízeny čistě hydromechanicky. Takto lze automaticky kompenzovat některé jevy specifické právě pro fluidní technologii. Decentrální řízení plní svoje úkoly samostatně a komunikuje s nadřazenými a řídicími systémy přes otevřená komunikační rozhraní.

Plný výkon s poloviční energií

Vysoká úspora energie při dodržení maximální funkcionality a s použitím osvědčených bezpečnostních prvků: tyto požadavky na nové řešení pohonu ohraňovacího lisu dokázal Rexroth realizovat s pomocí hydraulického systému s frekvenčně řízeným pohonem – Sytronix. V závislosti na charakteristice cyklu lze při tomto řešení dosáhnout až padesátiprocentních úspor energie. Toto řešení předčí svou dynamikou i přesností většinu pohonů používaných u ohraňovacích lisů.

Praha přivítala jubilejní 25. ročník Mezinárodní konference Hydraulika a Pneumatika

Dne 8. a 9. června 2022 se na dosah od Karlova mostu v sídle České strojírenské společnosti konal jubilejní již 25. ročník Mezinárodní konference Hydraulika a Pneumatika (ICHP 2022). Účastníci konference měli možnost se v průběhu konference seznámit s novinkami a vědeckými poznatky kolegů z celého světa v rámci 12. zajímavých přednášek z oblasti hydrauliky a pneumatiky.

25. mezinárodní konference Hydraulika a pneumatika

Novotného lávka v centru Prahy bude ve dnech 8.–9. června 2022 hostit již 25. mezinárodní konferenci Hydraulika a pneumatika, jejímž cílem je výměna odborných zkušeností a nových poznatků ve výzkumu a vývoji hydraulických a pneumatických prvků a systémů.

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.

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.

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Více propojujme vysoké školy s praxí

Profesor Jaroslav Kopáček patří zcela bez pochyb mezi nestory oboru hydrauliky a pneumatiky v naší zemi ve druhé polovině 20. století, a proto mu byla na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2019 v Brně udělena po zásluze Zlatá medaile za celoživotní tvůrčí technickou práci a inovační činy. Při příležitosti ocenění práce pana profesora jsme připravili malý medailonek tohoto skromného a entuziastického člověka. Pan profesor nám při této příležitosti sdělil i několik svých zajímavých postřehů.

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