Témata
Reklama

Kuličkový šroub, nebo lineární motor?

Jednu z obou variant si mohou stavitelé strojů, polohovacích zařízení či automatizační techniky vybrat v sortimentu lineární techniky společnosti Hiwin. Tato společnost má výrobní závody na Tchaj-wanu, v Japonsku, USA, Německu a také zastoupení v České republice, kam jsem se zajel podívat.

Společnost Hiwin, s. r. o., byla založena koncem roku 2001. Její začátky byly poměrně skromné, nyní však společnost sídlí v moderních prostorách v průmyslové zóně na okraji Brna. Firma je výhradním distributorem produktů Hiwin pro Českou republiku, Slovensko a několik balkánských zemí, dodává ale také i do bývalých sovětských republik. Export se na obratu firmy podílí přibližně z jedné čtvrtiny.

Reklama
Reklama

Výroba lineární techniky

Naše výroba se zaměřuje na dvě produktové skupiny,“ informuje mě výkonný ředitel společnosti Ing. Pavel Cach. „První zahrnuje lineární vedení a kuličkové šrouby, které společně představují asi 80 % výroby. Druhou skupinou jsou polohovací systémy na bázi lineárních motorů a lineárních vedení nebo kuličkových šroubů. Ty se montují do speciálních hliníkových U-profilů, které jsme si pro tento účel sami navrhli. Celek pak tvoří lineární osu, určenou k zástavbě do zákaznických jednoosých nebo víceosých systémů.“

Tyto práce se provádějí ve dvou halách, které jsou propojeny s moderní administrativní budovou. V první hale se nachází expedice a sklad polotovarů a komponentů.
K dispozici jsou zde mj. dva automatické vertikální skladovací systémy nebo strojní vybavení pro dělení polotovarů, začišťování čel či srážení hran kolejnic lineárního vedení, žíhačka a rovnačka na kuličkové šrouby. V zadní části haly probíhá montáž lineárních vedení s kuličkovými šrouby. V navazující druhé hale se montují lineární osy.

Lineární vedení a kuličkové šrouby

Brněnský závod se zaměřuje především na zakázkovou výrobu. To znamená, že pohony se vyrábějí na míru, v délkách podle požadavků výrobců finálních zařízení. V případě pohonů s kuličkovými šrouby jde především o úpravu rozměrů podle zákaznických požadavků a montáž pohonu. Kolejnice a šroubovice pro tento účel jsou nakupovány ve standardních rozměrech v délkách 4 000 nebo 5 600 mm od mateřské společnosti na Tchaj-wanu nebo z evropské centrály v Německu, přičemž kuličkové šrouby jsou dodávány v provedení podle požadované přesnosti, a to jako válcované, přesně okružované nebo broušené. Kolejnice a šroubovice jsou pak děleny na poloautomatických řezačkách na požadované rozměry a následně jsou na frézce zarovnána čela a sraženy hrany. Šroubovice se pak odvážejí do kooperace k obrobení konců podle standardních nebo zákaznických výkresů. Jelikož jejich polotovary jsou povrchově kalené, jsou ještě předtím konce nařezaných šroubovic z důvodu snadné obrobitelnosti indukčně žíhány na vysokofrekvenčním generátoru.

Při následné montáži pohonů může být na přání zákazníka provedeno tzv. překuličkování. Vozíky jsou totiž standardně dodávány s určitým předepnutím vůči vedení, které je možné v případě požadavku změnit změnou velikosti kuliček. Překuličkování je možné provést i u matic kuličkových šroubů, což je však technicky náročnější. Po montáži následuje balení a expedice.

Lineární pohony a jejich příslušenství

Rovněž lineární pohony jsou sestavovány na základě detailních požadavků zákazníků pro konkrétní aplikaci. Jejich vývoj probíhá na Tchaj-wanu, v Německu, v Brně a každý z těchto závodů disponuje vlastní produktovou řadou pro daný trh. Výroba v Brně zahrnuje dělení hliníkového profilu, do něhož jsou montovány kolejnice lineárního vedení, magnetická dráha (stator) a jezdec pozůstávající z unášecí desky, vozíků lineárního vedení a rotoru lineárního motoru.

Lineární vedení s dvěma základními provedeními vozíků

U-profily jsou k dispozici v několika provedeních, které jsou vyráběny na Slovensku podle vlastní dokumentace. Oba typy lineárních pohonů – se šroubem i s lineárními motory – mohou být vybaveny dalším příslušenstvím, například magnetickým nebo optickým lineárním odměřováním, centrálním mazacím systémem s vlastní řídicí jednotkou pro mazání vozíků lineárního vedení a u pohonů s kuličkovým šroubem také pro mazání samotného kuličkového závitu. Mezi další volitelné prvky polohovacích systémů patří montáž koncových spínačů polohy, krytovaní nebo instalace klidové brzdy.

Detail kuličkového šroubu s přírubovou maticí

Zákazníkům jsou k dispozici rovněž kompaktní katalogové pohony – KK moduly, které jsou vyráběny na Tchaj-wanu a distribuovány z brněnského skladu.

Detail lineárního vedení s vozíkem

Jaký typ pohonu vybrat?

Kdy zvolit lineární motor a kdy pohon s kuličkovým šroubem? Každý typ pohonu má své přednosti a nevýhody. „Zde záleží na konkrétní aplikaci,“ vysvětluje vedoucí oddělení lineárních pohonů Tomáš Sojka. „Pro aplikace, ve kterých je požadována vysoká tuhost a vyskytují se velké síly – jako například u obráběcích strojů, když jde nástroj do řezu – nejsou lineární motory příliš vhodné a je lépe použít pohony s kuličkovými šrouby. Naopak pro delší posuvy, velké rychlosti a zrychlení a menší síly jsou ideální lineární motory. Jejich další výhodou je, že na jednom statoru se může nezávisle a různými rychlostmi pohybovat i několik jezdců.“

Kompaktní KK modul s krokovým motorem

Jak jsem se dále dozvěděl, lineární motory jsou vhodné zejména pro horizontální aplikace. Svislé osy ve tříosých systémech vyžadují z bezpečnostních důvodů silovou kompenzaci například hydraulickými válci, která zajistí, aby při vypnutí stroje nebo přerušení dodávky proudu jezdec nesjel po ose dolů.

Lineární motory v praxi

Zajímal jsem se, jak je to s uplatněním lineárních motorů v praxi. „Jedná se o perspektivní technologii,“ odpovídá Pavel Cach. „Na oddělení, které má lineární motory na starosti, u nás pracují tři obchodníci, tři technici plus pracovníci montáže, celkem 13 lidí. Nicméně zákazníci často bývají konzervativní. Úlohou našich obchodníků a techniků však je nabídnout jim to nejvhodnější řešení.“

K tomu je potřeba detailně znát danou aplikaci,“ upřesňuje jeho slova Tomáš Sojka. „Zákazníkovi můžeme navrhnout jak pohon kuličkovým šroubem, tak lineárním motorem. On musí zvážit všechna pro a proti a na základě toho si vybrat.“ Jednou z výhod lineárních motorů je, že se jedná o přesnou bezúdržbovou aplikaci, bez mechanických vůlí. Zatímco u kuličkových šroubů je potřeba počítat s vůlemi mezi šroubem a maticí, ve spojce, ložiskách a motoru, čímž vznikají nepřesnosti, které se postupným opotřebením zvětšují, přesnost polohování lineárního motoru je dána jen funkčností magnetu a magnetické dráhy. „Pravda je, že pořizovací hodnota lineárního motoru je vyšší, avšak i řešení s lineárními motory může vyjít levněji. Závisí na délce pojezdu, požadované přesnosti a dynamice – není problém polohovat na tisíciny milimetru rychlostmi 2–3 m.s-1, což jsou pro kuličkový šroub hraniční nebo v mnoha případech dokonce nedosažitelné parametry.“

Zákazníci také někdy mívají z řízení lineárních motorů zbytečný strach. „Náročnost řízení lineárních motorů a pohonů s kuličkovými šrouby je však obdobná,“ vysvětluje Sojka. „Měniče řídící servomotory v pohonech s kuličkovým šroubem jsou stejné nebo velmi podobné těm, které se používají pro řízení lineárních motorů.“

Oblasti aplikací

K hlavním oblastem aplikací lineární techniky společnosti Hiwin patří automatizace výroby, měřicí stroje, balicí linky, opominout nelze ani školní aplikace, například na technických univerzitách. Na vývoji pracují dva konstruktéři, dva pohonáři, kteří programují řídicí systémy, a projektant, který navrhuje ideu celkového řešení.

Aplikace – kompletní osa s lineárním motorem
Detail lineární osy s lineárním motorem
Aplikace – dvouosý X-Y systém s lineárními motory

Zákazníci si u společnosti Hiwin mohou nejen zakoupit komponenty a jednotlivé osy, ale také nechat si navrhnout a dodat i komplexní a náročnější aplikace. Jednotlivé komponenty lze dodat ze skladu podle požadavků zákazníka do dvou až tří dnů, na dodávku kuličkového šroubu „na míru“ je třeba počítat se dvěma až třemi týdny kvůli nutnosti obrábění jeho konců. Dodávka kompletního víceosého systému pohonu pro stroj obvykle trvá 10 až 12 týdnů včetně konstrukce, schválení výrobní dokumentace zákazníkem a následné výroby. „Zákaznické aplikace jsou naší konkurenční výhodou a v této oblasti máme také největší nárůst tržeb – v roce 2015 to bylo asi 10 milionů korun, letos plánujeme kolem 30 milionů,“ uzavírá Cach.

Řez rotorem lineárního motoru
Reklama
Vydání #3
Firmy
Související články
CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Veletržní válka světů

Redakce MM Průmyslového spektra věnovala šanghajskému veletrhu obráběcích strojů CCMT 2018 nemalou pozornost ve zpravodajství, které bylo uveřejňováno na webových stránkách v rubrice Očima redakce. V tomto článku a na přiložených obrázcích jsou zaznamenány veletržní postřehy, čínský kolorit, veletržní statistiky i holá fakta z oblasti čínského průmyslu. Něco málo o čínské výrobní technice a technologiích, které byly prezentovány na CCMT 2018, i pár dalších postřehů, jsme připravili do tohoto vydání.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

Související články
Digitální éra

Odštěpný výrobní závod Siemens Elektromotory ve Frenštátě pod Radhoštěm rozšířil své výrobní kapacity o nové digitalizované motory Simotics SD. S rozšířením výrobního portfolia vznikla také nová montážní linka. Montovat se na ní budou motory řady 1LE5 a 1PH8.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Bionické konstrukce a supravodiče v automatizaci

Bionické konstrukce mají stále blíže k průmyslové praxi. Když společnost Festo před lety představila své první bionické konstrukce, jednalo se spíše o efektní technicky zajímavé hračky, na nichž byly studovány nekonvenční možnosti pohybu či manipulace vycházející z přírodních vzorů.

CIMT je v Číně, Čína je na CIMTu

Při letošním ročníku došlo na CIMT k významné změně. Evropští i američtí vystavovatelé byli přemístěni z hal tzv. západních do východních. Proč, to se mi nepodařilo zjistit. V reportáži před čtyřmi lety jsem umístění evropských a asijských firem popisoval s notnou nadsázkou, a tak si tuto změnu vysvětluji po svém – vystavovatelé si přečetli mé zpravodajství z výstaviště?. Také platí, že není pavilon jako pavilon. Standardy úklidu v halách, stravovacích prostorech, na toaletách byly v pavilonech, kde byla německá a švýcarská expozice, bližší evropským zemím než asijským. A o tom je jedna z čínských mentalit – jaké standardy mají být, ty jim musejí být ukázány, resp. nadiktovány či nařízeny.

Novinky ze světa 3D tisku

V uplynulém měsíci se v české kotlině seběhlo několik akcí, jejichž společným jmenovatelem byl průmyslový 3D tisk. Představeny byly nové produkční 3D tiskárny, profesionální tiskové materiály a zapomenout nesmíme ani na největší z těchto akcí, výstavu a konferenci 3dexpo.

Konference představila nové frekvenční měniče

Společnost Vacon, s. r. o., uspořádala ve dnech 10.-12. října v jihomoravských Lednicích konferenci nazvanou Czech Drives Conference, která představila novinky a zajímavé aplikace v oblasti frekvenčních měničů.

Automatizace (v) pohybu

Společnost Festo v červnu uspořádala tradiční mezinárodní tiskovou konferenci, která se již podruhé uskutečnila v největším výrobním závodě společnosti, v St. Ingbert-Rohrbach v Sársku.

Postřehy z veletrhu Automatica

Letošní mnichovský veletrh Automatica 2012 se těšil značnému zájmu vystavovatelů (720) i návštěvníků (31 000). Téma automatizace výroby se poměrně rychle dostává po předchozí hospodářské krizi opět do popředí, jak ostatně ukazují i statistiky VDMA, německého oborového svazu výrobců strojů a zařízení. Podle těchto údajů, bylo už v roce 2010 - necelý rok po poklesu světové ekonomiky, dodáno v rámci celého světa přes 118 000 robotických jednotek, což je dvakrát tolik co v roce 2009, o dalších 18 % narostly dodávky v roce 2011 a prognóza pro roky 2012 až 2014 uvažuje s dalším 6% nárůstem nových ročních aplikací až na počet 167 000 jednotek. Na celém světě by tak mělo být v roce 2014 už kolem 1,3 mil. průmyslových robotů a kolem 17 mil. servisních robotů.

Zájem o elektromotory roste, řešením je automatizace

Spojením zlatých českých ručiček a německé organizace vzniká ve společnosti JULI Motorenwerk půl milionu elektromotorů ve více než šedesáti modifikacích ročně a všechny do jediného končí pouze a výhradně v manipulační technice mateřských společností Jungheinrich a Kion group, do které patří i např. firma Linde. Více než dvacet pět let staré výrobní prostory v Moravanech u Brna procházejí posledních několik let rozsáhlou transformací automatizace výrobních procesů. Automatické linky na výrobu rotorů a statorů dodala divize MAS Automation společnosti Kovosvit MAS.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Opřít se o silného partnera

V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

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