Projektowanie maszyny nie zaczyna się od wyboru silnika, lecz od zrozumienia procesu. Najpierw trzeba odpowiedzieć na podstawowe pytanie: jakie zadanie ma realizować system? Dopiero wtedy można określić, które funkcje są rzeczywiście potrzebne, jakie rozwiązania są już dostępne i w jakich obszarach własna praca inżynierska przyniesie największą wartość.
Dlatego dobór napędów liniowych nie powinien zaczynać się od przeglądania katalogu produktów. Dobrze pokazują to dwa różne zastosowania opisane przez LinMot: układanie produktów w stos oraz testowanie komponentów. W obu przypadkach o powodzeniu projektu decyduje współdziałanie napędu, mechaniki, sterowania i całego procesu, a nie sam wybór pojedynczego urządzenia.
Przykład 1: układanie w stos – liczy się nie tylko ruch w dół
Podczas projektowania osi pionowej uwaga zwykle skupia się na skoku, prędkości i czasie cyklu. Równie istotne są jednak momenty, w których oś pozostaje nieruchoma. Ciężar narzędzia i produktu oddziałuje na nią nieustannie, również podczas oczekiwania. Bez odpowiedniej kompensacji obciążenia napęd musi przeciwdziałać tej sile także w fazach postoju.
Dobrym przykładem jest maszyna do układania produktów w stos, w której oś pionowa przez część cyklu pozostaje w jednym z górnych położeń. Zastosowano w niej MagSpring – sprężynę magnetyczną, która kompensuje ciężar narzędzia i produktu, odciążając silnik. W module liniowym DM03 rozwiązanie to jest dostępne w wariantach o sile kompensacji od 60 do 160 N, dobieranych odpowiednio do przemieszczanej masy.
Dzięki zastosowaniu MagSpring możliwe było wykorzystanie mniejszego silnika przy jednoczesnym zwiększeniu dynamiki ruchu. Pokazuje to, jak duże znaczenie dla doboru napędu ma uwzględnienie całego cyklu pracy, a nie wyłącznie parametrów samego przemieszczenia.
Moduł liniowy DM03 ma fabrycznie zintegrowaną sprężynę MagSpring, dzięki czemu szczególnie dobrze sprawdza się w aplikacjach pionowych, w tym jako oś Z. Wyróżnia się niewielką masą elementów ruchomych oraz dużą sztywnością na zginanie i skręcanie.
- Jaka jest łączna masa narzędzia i produktu?
- Jak długo oś pozostaje nieruchoma w każdym cyklu?
- W jaki sposób oś będzie zamontowana?
- Co powinno stać się z ładunkiem w przypadku zaniku zasilania?
Dobierając napęd, należy więc uwzględnić nie tylko wymagany ruch, ale również obciążenie, skok, sposób montażu, kolejność wykonywanych ruchów i czas postoju. Dopiero analiza wszystkich tych czynników pozwala właściwie dobrać rozwiązanie do konkretnej aplikacji.
Przykład 2: stanowisko testowe – kluczowa jest elastyczność
Stanowisko testowe nie może ograniczać się do powtarzania jednego ruchu. Powinno umożliwiać łatwe dostosowanie przebiegu testu do różnych produktów, wymagań i profili ruchu. Problem pojawia się wtedy, gdy każda zmiana procedury wymaga ponownego programowania sterownika PLC, a tym samym dodatkowej pracy inżynierskiej.
Przykładem jest stanowisko do ciągłego testowania prowadnic szuflad. Poszczególne produkty i procedury testowe wymagają różnych prędkości, pozycji oraz sekwencji ruchu. LinMot Pilot umożliwia tworzenie i modyfikowanie takich procesów bez konieczności tradycyjnego programowania PLC.
Gdy zmienia się testowany produkt, użytkownik może odpowiednio dostosować prędkość, pozycje i kolejność wykonywanych ruchów. Operator jest w stanie samodzielnie zmodyfikować istniejącą sekwencję lub przygotować nową, bez specjalistycznej wiedzy z zakresu programowania sterowników PLC.
Drugim przykładem jest stanowisko do testów odbiorczych podajników wibracyjnych misowych. Wcześniej sekwencje testowe programowano w tradycyjnym sterowniku PLC, dlatego wprowadzenie nowej procedury lub zmiana istniejącej wymagały dodatkowej pracy inżynierskiej.
Dzięki LinMot Pilot nowe sekwencje można przygotować w ciągu kilku minut, bez znajomości programowania. Rozwiązanie umożliwia nie tylko sterowanie aplikacją, ale również analizę zarejestrowanych danych procesowych. Użytkownik może zatem konfigurować przebieg testu, a następnie analizować uzyskane wyniki pomiarów.
Największą korzyścią nie jest samo ograniczenie konieczności programowania, lecz umożliwienie dostosowywania testów osobom, które najlepiej znają badany produkt i wymagania procesu.
- Jaki ruch musi wykonać układ?
- Jakie pozycje i prędkości są wymagane?
- Które sekwencje ruchu różnią się w zależności od testowanego produktu?
- Jakie parametry trzeba móc zmieniać podczas testu?
Samo sterowanie ruchem nadal stawia wysokie wymagania techniczne. Nie oznacza to jednak, że dostosowywanie procedur testowych musi być równie skomplikowane.
Dwa zastosowania, jedna zasada
W aplikacjach związanych z układaniem produktów w stos znaczenie ma nie tylko ruch w dół. Równie ważne są obciążenie, pozycje oczekiwania oraz przebieg całego cyklu pracy.
Z kolei w stanowiskach testowych samo powtarzanie ruchu nie wystarczy. Różne produkty i procedury mogą wymagać innych pozycji, prędkości oraz sekwencji.
Choć oba zastosowania wymagają zupełnie innych rozwiązań technicznych, łączy je jedna podstawowa zasada:
Dopiero potem dobierz rozwiązanie techniczne.
Dlatego przed wyborem silników i modułów warto dokładnie przeanalizować wymagania aplikacji. Pozwala to uniknąć sytuacji, w której dobór komponentów wyprzedza zrozumienie samego procesu.
- Jakie zadanie ma zostać wykonane na produkcie?
- Jakie ruchy są niezbędne do realizacji procesu?
- Co zmienia się w zależności od produktu lub przebiegu procesu?
- Które funkcje są rzeczywiście potrzebne?
- Dla których etapów zadania istnieją już gotowe rozwiązania techniczne?
- W jakich obszarach własna praca inżynierska wniesie największą wartość?
Ostatecznie klient nie potrzebuje po prostu silnika, modułu liniowego czy oprogramowania. Potrzebuje kompletnego systemu, który niezawodnie zrealizuje jego konkretne zadanie.