Témata
Reklama

Manipulace a montáž hrou

16. 11. 2004

Moderní profesionální stavebnice firmy Festo obsahuje nejrůznější druhy a velikosti pohonů, polohovacích zařízení a příslušenství, určených k sestavení manipulačních zařízení pro automatizované výrobní linky.

Potřeba zvyšující se produktivity a výkonnosti strojů či linek - to je moderní trend ve výrobě, vedoucí ke stále vyšší automatizaci. Téměř ve všech technologiích přichází ke slovu montážní a manipulační technika. Při pohledu na nabídku výrobků a služeb firmy Festo jistě leckoho napadne přirovnání ke stavebnicím Merkur či Lego. Proč? Ještě nikdy snad nebylo tak snadné manipulátory nejen správně navrhnout a nakreslit, ale i smontovat a uvést do provozu.
Reklama
Reklama
Reklama

Pohony

Základním stavebním kamenem manipulátoru je pohon. Hlavní katalog firmy Festo dnes obsahuje téměř devět tisíc různých pohonů. Můžeme je rozdělit na pneumatické a elektrické, ale také na přímočaré či kyvné. Mezi základními pohony lze vybírat od běžných pneumatických válců či kyvných modulů přes bezpístnicové lineární jednotky až po velmi sofistikované pohony vybavené vším, co si lze přát: čidly pro snímání poloh, kluzným či valivým vedením, hydraulickými tlumiči nárazu, škrticími ventily atd. Jednotky s vedením mohou být velmi malé; nejmenší z nich má průměr pístu 4 mm a velmi přesné vedení (obr. 1); v případě potřeby lze naopak počítat s velmi robustním pohonem až s průměrem pístu 100 mm či zdvihem až téměř deset metrů (obr. 2). K nejzajímavějším patří například špičkově vybavené jednotky řady HMP či HMPL, umožňující mimo jiné i přesné zastavování v mezipoloze (obr. 3).
Kyvné pohony dokážou velmi rychle otáčet manipulovaným předmětem, mohou být též velmi dokonale vybaveny, zejména jedná-li se o konstrukci s pastorkem mezi dvěma ozubenými hřebeny - lze je doplnit o hydraulické tlumení, nezávisle seřiditelnou mezipolohu, čidla poloh, adaptéry pro chapadla i s rotačními přívody vzduchu atd. (obr. 4).

Rychlá manipulace s HSP

Zvláštním řešením manipulace je HSP. Co skrývá toto označení? Jedná se o zkratku z anglického "High Speed Pick and Place", tj. rychlý manipulátor (obr. 5 a 6). Myšlenka pohybu po křivce je podpořena křížovým vedením poháněné části v kuličkových oběžných pouzdrech. Pohyb po kulise rozhoduje o křivce, kterou vykonává pohybující se část, vlastnosti jsou však dány vedením. Uložení je velmi přesné, tuhé a s vysokou životností. Manipulátor se vyrábí ve třech velikostech: s vodorovným/svislým pohybem délky 60/25, 100/50 a 150/100 mm. Snadno jej lze přizpůsobit úloze, všechny pohyby je možné ve velkém rozsahu nezávisle seřizovat. Jednotku stačí namontovat, připojit k ní dvě hadice z ventilu, dva snímače koncových poloh a manipulace může začít. Obě koncové polohy se dají nezávisle na sobě ve velikém rozsahu přesně seřídit - lze zkracovat přímkovou část svislého zdvihu a jeho vodorovnou polohu. Ke tlumení nárazů v koncových polohách slouží hydraulické tlumiče nárazu. Snímání koncových poloh obstarávají dva standardní koncové snímače, spínané magnetem. Jednotka může být vybavena pneumatickým pohonem nebo hřídelí s perem pro spojení, např. s elektrickým pohonem. Snadnost práce a úplnost manipulátoru podtrhuje i rozsáhlé příslušenství: přední kryt s průhledovými okénky ke snímačům koncových poloh, adaptéry pro upevnění chapadel, otočných pohonů a dalších součástí stavebnice Festo pro montážní a manipulační techniku, instalační systém pro elegantní odvedení hadic a kabelů od chapadla na pevnou část stroje, drážky pro rozvod kabelů od snímačů ven na zadní části zařízení, konstrukční sady pro možnost aktivního přesunu do mezipoloh a další drobné doplňky.

Řízený pohyb mezi dorazy

Většinu pneumatických pohonů lze doplnit patentovaným systémem řízení pohybu, kterým je Soft Stop. Ovládání zůstává stejné jako u standardního uspořádání, nad pohybem však bdí regulátor, který spojitě ovládá keramické šoupátko. Kromě odměřování (průmyslový potenciometr, ultrazvukové čidlo) je vše ostatní kolem válce zbytečné - odpadají tlumiče nárazu, snímače krajních poloh, škrticí ventily. Pohyb probíhá nejen bezkonkurenčně rychle, ale i plynule a bez rázů, pevné dorazy slouží skutečně jen k přesnému zastavení. Pohon získává takřka zázračné vlastnosti i při svislém uspořádání a pohybuje se stejně nahoru i dolů.

Pneumatické servopohony

Polohovací úlohy lze rozdělit na několik skupin, přičemž část z nich lze optimálně vyřešit pneumatickým polohovacím systémem - servopohonem. Servopneumatika je robustní, dynamická, bez následků přetížitelná a jednoduchá jak pro montáž, tak pro oživení. Dokáže polohovat podobně jako elektrické servopohony s nastavenými parametry pohybu a s přesností v desetinách milimetru.

Elektrické pohony

Pro značnou část úloh v automatizaci jsou nejvhodnější elektrické pohony, ať už s krokovými motory nebo se servomotory. Pohony mohou být s mechanickým vedením či bez něj, s ozubeným řemenem nebo s vřetenem. Stavebnice pro montážní a manipulační techniku Festo zahrnuje mnoho velikostí i principů, což umožňuje rychlé a jednoduché sestavení celého stroje bez nutnosti cokoli samostatně vyrábět. Všechny pohony lze uvést do provozu i bez hlubších znalostí jejich vnitřního uspořádání, dokonce i bez programování. Například pro servopohony stačí nastavit parametry jednotlivých pohybů a pak je dle potřeby spouštět, což zvládne i nejmenší automat s několika binárními vstupy a výstupy. Aplikace servopohonů je velmi snadná a nevyžaduje žádného specialistu.

Chapadla

Na konci každého manipulátoru je manipulovaný předmět. K jeho uchopení jsou k dispozici chapadla různých typů a velikostí, například paralelní, úhlová, radiální, tříbodová, přesná, ale také mikrochapadla nebo naopak robustní a veliká chapadla s upínací silou až 700 N. Novinkou je kyvný pohon s chapadlem, integrace obou částí znamená menší, lehčí a rychlejší jednotku s nižšími náklady, jednodušším ovládáním, montáží a údržbou.

Vakuová technika

Pro uchopení některých předmětů jsou alternativou k chapadlům vakuové přísavky. Přísavky mohou mít různý tvar, velikost (standardně od 1 do 200 mm) a materiál (odolnost otěru, chemickému působení, tuhost), k dispozici je více než dva tisíce variant. Vakuum lze snadno získat prostřednictvím tzv. ejektorů, jednoduchých malých prvků, ve kterých se podtlak tvoří v dýze díky rychlému proudění přiváděného stlačeného vzduchu. K vakuovým obvodům lze doplnit profuk, filtraci, samočinné uzavírání (pokud přísavka nemá dobrý kontakt s upínaným povrchem) atd.

Další výrobky

Manipulátor dále vyžaduje ovládací obvody, tedy čidla, ventily a ventilové terminály (mnohdy s přímým napojením na průmyslovou síť), automat pro řízení, škrticí ventily, úpravu stlačeného vzduchu, šroubení, hadice atd. Nejnovější sedmidílné vydání katalogu firmy Festo čítá více než šest tisíc stran, proto nelze v rozsahu tohoto článku byť jen vyjmenovat hlavní představitele jednotlivých směrů. Ze stavebnice lze snadno sestavit nejrůznější kombinace pohonů i s rámy z hliníkových profilů včetně upevnění a všeho příslušenství (obr. 10).
Pro snadnou orientaci v tomto množství výrobků je určena například elektronická verze katalogu pod názvem DKI, využívající nejen interaktivního přístupu uživatele, ale také mnoha různých pomůcek ve formě softwaru, který vyhledávání či výpočty velmi zjednodušuje. K dispozici je tak například nástroj pro návrh pneumatických obvodů, lineárních pohonů, servopohonů, tlumičů nárazu, chapadel, vakuových prvků, ventilových terminálů, pro výpočet momentu setrvačnosti, či dokonce pro sestavení kompletních manipulátorů. Vše je k dispozici včetně 3D modelů/výkresů s možností uložení v mnoha různých formátech, a tedy přímého použití v CAD softwaru konstruktérů.
Ing. Zdeněk Haumer
Reklama
Vydání #11
Kód článku: 41198
Datum: 16. 11. 2004
Rubrika: Trendy / Pohony
Autor:
Firmy
Související články
Místo převodovky řemenové pohony

Synchronní řemeny se v mnoha průmyslových odvětvích prosazují jako nejlepší volba.

Lineární vedení NSK s vylepšeným těsněním

Společnost NSK představila na veletrhu EMO 2019 optimalizovanou řadu válečkového vedení RA s vylepšeným těsněním. Lineární vedení RA jsou vybavena novými těsněními V1 a vylepšeným krytem, které pomáhají prodloužit životnost a spolehlivost obráběcích strojů.

Ready made lineární osy s ozubeným řemenem

Pomocí lineární osy je realizován pohyb v přímém směru a jedná se tak o výborný výchozí konstrukční prvek pro stavbu strojů, automatizačních linek a polohovacích zařízení s potřebou přesného lineárního pohybu ve více osách (typicky například CNC stroje). V posledních letech došlo navíc k výraznému snížení cen a lineární osy se tak stávají dostupné i pro dosud zapovězené oblasti. V neposlední řadě je podstatnou výhodou u tzv. ready made produktů dodávka již smontovaného dílu připraveného k okamžitému použití v zákaznické aplikaci.

Související články
Kompaktní pohony s dutou hřídelí

Kompaktní, robustní, cenově výhodné… Jsou-li stanoveny požadavky na stroje, musí zareagovat i poskytovatelé řídicí a pohonné techniky. Jejich inovace jsou důležité pro vývoj konstrukcí strojů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Řemenové převody přinášejí dynamiku do intralogistiky

Na hannoverském veletrhu se mohli návštěvníci seznámit s inovativními řešeními pro skladovou logistiku, jež vyvinula společnost Continental. Jedná se například o ozubené řemeny Conti Synchrodrive, které nacházejí uplatnění u sloupových zakladačů vysokoregálových skladů, ploché pásy Conti Polyflat pro zdvihací a závěsné systémy či drážkové řemeny Conti Multirib, které se používají v pohonu válečkových tratí.

Nová koncepce dvoupotrubních centrálních mazacích systémů

Oproti jiným typům ztrátových centrálních mazacích systémů, dále jen CMS, mají dvoupotrubní mazací systémy zásadní přednost v tom, že dávkovače jsou plněny novým mazivem přetlakově. To je předpoklad pro spolehlivé mazání strojů a strojních zařízení.

Inteligentní motor střižený na míru

Mechatronická pohonná jednotka g350 představuje nový kompaktní mechatronický pohonný balíček, který firma Lenze uvádí na trh ve třech výkonnostních provedeních. Zařízení je koncipováno speciálně pro horizontální přepravní techniku.

Bezúdržbové klínové řemeny

U klínových řemenů uživatelé oceňují tichý chod, jednoduchou instalaci a funkci bezpečnostní spojky při přetížení, kterou klínové řemeny plní díky možnosti krátkodobého prokluzu. Nicméně klínové řemeny vyžadují ne vždy levnou a snadnou údržbu. Obzvláště v nepřetržitých provozech či těžko dostupných pohonech se obecné doporučení kontrolovat a dopínat klínové řemeny každých 2 000 provozních hodin obtížně splňuje. Výsledkem bývají ztráty účinnosti, energie a krátká životnost pohonu. Klínové řemeny, jak je známo, bez dopnutí prokluzují. Co ale bývá zanedbáváno, je vliv zvýšených vibrací při nízkém napnutí klínových řemenů. Tyto vibrace mají velmi negativní vliv na životnost ložisek a jiných součástí zařízení. Zde se zaměříme na správnou údržbu a na novinku na trhu – bezúdržbové klínové řemeny.

Výpočet zbývající doby běhu valivých ložisek

Na veletrhu Hannover Messe 2016 představila společnost Schaeffler novou digitální službu – výpočet nominální zbývající doby běhu valivých ložisek v provozu na základě reálného souboru zatížení.

Univerzální kyvný pohon

Modulární, odolný, univerzální – to jsou hlavní vlastnosti nového čtvrtotáčkového pohonu DFPD společnosti Festo. Tento pohon s ozubeným hřebenem a pastorkem je určen pro splnění nejrůznějších požadavků ve zpracovatelském průmyslu.

Certifikace testovacího postupu pro výpočty životnosti valivých ložisek

Certifikátor Germanischer Lloyd (GL) udělil společnosti Schaeffler osvědčení „Assessment of the method to investigate rolling bearing rating life“ (Posouzení metody zjišťování jmenovité životnosti valivých ložisek). Poprvé tak byl certifikován samotný postup, a ne každý jednotlivý faktor ovlivňující životnost, jak bylo dosud vyžadováno.

Ložiska pro lineární pohyb

Během posledních let se neustále zvyšují nároky na moderní lineární technologii, zejména pokud jde o únosnost, tuhost a životnost. Souběžně však rostou rovněž požadavky uživatelů na jednoduchost montáže a snižování nákladů na údržbu. Aby firma SKF dokázala uspokojit všechny tyto požadavky zákazníků, přichází na trh s novou řadou D lineárních kuličkových ložisek LBC.

EtherCAT pro centrální řízení pohybů

Při centrálním řízení pohybů se musí v každém cyklu po sběrnici přenášet požadovaná hodnota na připojené pohony. Vlastnosti použitého sběrnicového systému jsou proto rozhodující pro dosažitelnou přesnost a dynamiku koordinovaných pohybů. EtherCAT zde proti konvenčním datovým sběrnicím nebo jiným sběrnicím Ethernet pro průmyslové využití nabízí jasné výhody.

Syntetická maziva šetří energii i přírodní zdroje

Ochrana životního prostředí stejně jako co nejvyšší energetická účinnost jsou již delší čas velmi důležitými pojmy v rámci řízení a údržby každého podniku. Výrobci hledají různé způsoby pro snížení spotřeby surovin a energie, aby zlepšili bilanci oxidu uhličitého. A díky neustálému zvyšování nákladů na energie se tedy pro mnoho firem stávají možnosti jejich úspor stále atraktivnější.

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