Karcsúsított elforgató- és forgómodulok nagy méretű munkadarabokhoz

A miniatűr hajtásrendszerek és mikrohajtások az automatizálási technológiák gyakorlatilag minden területén megtalálhatók, számos különböző alkalmazási területhez használják őket. Az orvosi technológiától és a laboratóriumi automatizálástól kezdve az általános gépgyártáson és az intralogisztikán át egészen a repülőgépiparig megtaláljuk őket. A kis méretű hajtásrendszerek minden területen szerepet játszanak abban, hogy a kapcsolódó automatizálási megoldások optimális folyamatbiztonsággal, megbízhatósággal és költséghatékonysággal működjenek. Ez az alkalmazások kezelésére is igaz. A karcsúsított, de egyben nagy nyomatékú elforgató- és forgómodulokban ezek a hajtások gondoskodnak a nagy méretű munkadarabok pontos mozgatásáról, mind a gyors csavarhúzók, mind az automata forgatáskezelő, összeszerelő és tesztelőrendszerek esetében.

Ha hatékony és helytakarékos megoldást keres a kezelési és összeszerelési technológiák kapcsán gyakran előforduló mozgássorozatokhoz, amilyen például az elfordítás, a forgatás, a csavarozás, a gördítés és a tekercselés, akkor javasoljuk, hogy fontolja meg a németországi Wettenbergben működő, kinematikára szakosodott JA² (Jung Antriebstechnik u. Automation, lásd a vállalat bemutatása című részt) ForTorque sorozatának forgómoduljait. Ezek a karcsú, végtelenített forgóegységek (1. ábra) ideálisak nagy méretű, nagy nyomatékú munkadarabok és excenteres megfogók fokozottan dinamikus forgatására, valamint csavarozási és tekercselési technológiákban való használatra.

Elfordítás, forgatás, csavarozás, tekercselés

A miniatűr elforgató- és forgómodulok jellemző alkalmazási területe például a kis méretű kozmetikai vagy gyógyszeripari tartályok kupakjainak szűk helyen, teljesen automatizált csomagolósorokon történő felcsavarozása. A modulok olyan esetekben is alkalmazhatók, amelyek a megfogók vagy a munkadarabok forgatását igénylik, például termékek összeszerelésekor vagy szétválasztásakor. A moduláris rendszer hat méretben, 16, 20, 25, 35, 40 és 45 mm átmérővel kapható. Ez 0,3 és 0,14 Nm csúcs- és folyamatos nyomatékot fed le 4,0 és 2,6 Nm-ig. A teher tehetetlenségi nyomatéka 2,0 és 200 kgcm² között megengedett. Ez a különböző kezelési és összeszerelési feladatok széles skálájához kínál optimális megoldást a pontos szögben történő mozgatáshoz és pozicionáláshoz.

A nagy külső tehetetlenségi nyomatékok esetén a hajtóműfejek kihajtótengelyére ható terhelés csökkentése érdekében a négy nagyobb modultípus kihajtólemeze két vékony profilú csapágyból álló, rendkívül merev csapágyazással rendelkezik. A 40 mm átmérőjű elforgató- és forgómodul ezenfelül egy fluidikus elforgatócsatlakozóval is felszerelhető (2. ábra) a pneumatikus vagy vákuumos alkalmazásokhoz, például egy pneumatikus megfogó sűrített levegővel történő ellátásához. A kinematikai szakemberek tervei között szerepel, hogy továbbfejlesztik ezt a moduláris koncepciót: izgalmas lehetőség például a gyors elforgatóegységek kombinálása lineáris tengelyekkel, például a QuickLab sorozatból (3. ábra). A kompatibilis adapterlemezek tartozékként kaphatók. Az eredmény: kompakt emelő- és elforgatórendszerek és emelő-forgórendszerek, egészen az öttengelyes kezelőrendszerekig.

Kiváló dinamika, magas precizitás

„Moduláris automatizálási rendszerünk szívét a hajtások jelentik, így igen szigorú elvárásokat támasztunk velük szemben” – magyarázza Wilhelm Jung (4. ábra), a JA² ügyvezető igazgatója. „Rendkívül dinamikusan kell működniük, de a pontos szabályozhatóság és a megfelelő méret is ugyanilyen fontos.” A ForTorque modulok esetében például a FAULHABER B és BX4 sorozatú kefe nélküli egyenáramú motorjai (lásd a vállalat bemutatása című részt) bizonyultak meggyőzőnek (5. ábra). A két- és négypólusú technológiával rendelkező motorok rendkívül kompaktak. A B sorozat 16, 20 és 35 mm átmérőjű változatait használták, amelyek mindössze 28, 36 és 68 mm hosszúak, de a legnagyobb darab már akár 168 Nm folyamatos nyomatékot is képes leadni. Hasonló jellemzők vonatkoznak a BX4 sorozatra is. „Itt 22 mm-es vagy 32 mm-es átmérőjű motorokat használunk 18, illetve 53 mNm-es folyamatos nyomatékkal.” – számolt be erről Wilhelm Jung.

A ForTorque rendszerekben használt motorok akár 8000 fordulat/perc fordulatszámra is képesek. Az áttételi arányt különböző hajtóművek, köztük a FAULHABER holtjátékmentes bolygóművei biztosítják. A motor maximális fordulatszámának határértékét a hajtómű-technológia, valamint annak mindenkori maximális bemeneti fordulatszáma határozza meg. „Ezt követően az alkalmazásnak megfelelően kiválasztjuk az áttételi arányt” – folytatja Wilhelm Jung. „Így az áttétel négyzetével befolyásolhatjuk a külső tehetetlenségi nyomaték áttételének mértékét. A motor így pontosan, a kartól függetlenül szabályozható. A hajtóművek kiválasztásakor különös figyelmet fordítottunk a hatékonyságukra. Minél jobb a hatékonyságuk, annál pontosabban meghatározható a motoráramból a hajtómű kimeneténél alkalmazott nyomaték. Ez különösen a csavarozási alkalmazások esetében játszik kulcsfontosságú szerepet, ahol a kényes (műanyag) alkatrészeket meghatározott nyomatékkal kell felcsavarozni.”

Egykábeles technológia a hibamentes vezérléshez

Az összes elforgató- és forgómodult szabványosított bajonettcsatlakozóval, egykábeles technológiával és mozgásvezérlővel lehet csatlakoztatni és vezérelni. Az automatizálási rendszereknél azonban a kapcsolószekrény rendszerint távolabb helyezkedik el magától a hajtástól. „A motor és a külön kapcsolószekrényben elhelyezett vezérlő között 10, 20 vagy akár ennél is több méter távolság is lehet” – magyarázza Wilhelm Jung. Ezért szükség van egy speciális, többszörösen árnyékolt kábelre, amely a motor tápellátását és a helyzetérzékelő jelét a motor és a vezérlő között akár 30 méteren keresztül is képes interferencia nélkül továbbítani. A kábel feszültségmentesítővel van rögzítve, dugaszolható, és kábelláncokkal való, azaz mobil használatra is alkalmas. Az egykábeles technológia továbbá a rendelkezésre álló előre összeállított kábelkészleteknek köszönhetően leegyszerűsíti a telepítést.

A felhasználó szabadabban választhat a mozgásvezérlők közül, mivel a használt motorok több különböző vezérlővel is kompatibilisek. „A kínálatunkban FAULHABER mozgásvezérlők is találhatók” – teszi hozzá Wilhelm Jung. Elvégre a két vállalat többéves sikeres együttműködést tudhat maga mögött. A fent említett QuickLab lineáris tengelyekben például az LM2070 és LM1247 egyenáramú lineáris meghajtókat használják (6. ábra). Ezeket nem klasszikus, kocsikkal és vezetőkkel rendelkező „felületi rotorokként” tervezték. Ehelyett a rúd mozgatásáról egy háromfázisú, tehermentesített tekercs gondoskodik. „Ez a megoldás rendkívül jó kapcsolatot biztosít a lineáris erő és az áramhasználat között, továbbá kiváló dinamikával is rendelkezik. Emellett nincs szükség nyomatékátadó fogaskerekekre, így ezek a lineáris motorok kiválóan beépíthetők a moduláris QuickLab rendszerbe” – fejezi be a rendszer ismertetését Wilhelm Jung.

FAULHABER