Мехатроника в действии. Оптимизированная универсальность для линейного перемещения

Появление линейных электрических приводов с кареткой у Festo происходило на базе конструкции бесштоковых пневмоцилиндров. В середине 90-х годов прошлого века такой подход был весьма прогрессивен и позволял решать гораздо более широкий круг задач, чем на базе пневматики.

Но к середине первой декады XXI века назрела необходимость в более универсальном и оптимизированном продукте. Который при тех же габаритах имел бы лучшие характеристики по усилиям, жесткости, удобству монтажа. Таким образом, появился оптимизированный и универсальный линейный привод с кареткой EGC.

Почему именно оптимизация? Потому что просто увеличить размеры — это путь в никуда. Нужно сделать лучше то, что уже есть. Сохранив совместимость, но улучшив характеристики.

Эволюция линейных приводов: от пневматики к электричеству

Прогрессивная конструкция на базе бесштоковых цилиндров

Несущая профильная конструкция была взята лишь с незначительными изменениями. Почему? Потому что она уже доказала свою эффективность.

Бесштоковые пневмоцилиндры — это проверенная технология. Compactность. Надежность. Простота монтажа. Все эти преимущества перешли по наследству к электрическим приводам.

Но электричество — это не пневматика. Тут другие требования. Точность позиционирования. Программируемые профили движения. Контроль скорости и ускорения.

Оптимизация характеристик при тех же габаритах

К середине 2000-х стало ясно: нужно что-то большее. Не просто электрический аналог пневматики, а оптимизированный продукт.

Что изменилось? Усилие выросло. Жесткость увеличилась. Удобство монтажа улучшилось. А габариты остались теми же.

Это факт. Инженеры Festo смогли упаковать больше функциональности в тот же объем. Без компромиссов.

Конструкция EGC: два типа привода для разных задач

Базовые элементы: основание, направляющая, каретка

Линейный привод EGC – это система линейного перемещения с кареткой, которая позволяет осуществлять управляемое движение объектов внутри рабочей зоны с помощью подключаемых к ней электродвигателей.

Профили движения и точки позиционирования задаются произвольно, исходя из требования задачи. Не фиксированные точки, а полная свобода.

Конструкция линейного привода EGC предусматривает два типа привода:

★ шариковинтовая передача (ШВП) – для силовых, точных и плавных перемещений
★ зубчатый ремень – для высокоскоростных и производительных

Почему два варианта? Потому что разные задачи требуют разных решений. Где-то важна точность. Где-то скорость. EGC закрывает оба сценария.

Алюминиевый профиль высокой жесткости

Линейный привод EGC в общем случае включает три базовых элемента:

✓ основание
✓ линейная направляющая
✓ каретка и приводная система (на базе ШВП или зубчатого ремня)

Основание исполнено из высокоточного алюминиевого профиля высокой жесткости. На профиль крепится шариковая линейная направляющая, элементы привода, концевые датчики и другое дополнительное оборудование.

В силу оптимизированного сечения профиля, EGC может быть использован как часть конструкции машины или механизма. Не просто привод, а несущий элемент.

Конструкция и комплектация EGC

Линейная направляющая: вклеивание вместо винтов

Технология крепления: вклеивание и завальцовка

Рельсовая линейная направляющая вклеена и завальцована с внешней верхней стороны основания.

Почему не винты? Потому что вклеивание и прикатывание — это более технологичный, быстрый и экономичный способ крепления.

А отсутствие каких бы то ни было углублений или выступов позволяет справиться с накоплением излишней смазки или загрязнения на профиле направляющей. И эффективно проводить очистку ее поверхности с помощью скребков.

Логично? Безусловно. Гладкая поверхность — меньше проблем с обслуживанием.

Приближение центра масс к оси направляющей

Расположение линейной направляющей и ее тип (широкая и небольшой высоты) выбрано для максимального приближения центра масс нагрузки к оси направляющей.

Что это даёт? Уменьшение динамических моментов, приходящихся на каретку.

А это, в свою очередь, дает возможность использовать меньшие типоразмеры линейного привода. Экономия без потери качества.

Также такое расположение позволяет следить за состоянием направляющей при проведении техобслуживания. Видимость — это контроль.

Расположение линейной направляющей

Типоразмеры: 5 вариантов с ремнем и 4 с ШВП

Каретка из алюминиевого сплава

Каретка линейного привода EGC выполнена из алюминиевого сплава. К ней крепятся:

☑️ два шариковых блока линейной направляющей
☑️ элементы привода (ШВП или зубчатый ремень)
☑️ флаг бесконтактных концевых датчиков

Для установки нагрузки предусмотрены резьбовые отверстия сверху и сбоку каретки. Гибкость монтажа — это важно.

Широкий ряд типоразмеров

Линейный привод EGC представлен:

★ в 5-ти типоразмерах с зубчатым ремнем (50, 70, 80, 120, 185 – ширина профиля основания)
★ в 4-х типоразмерах с ШВП (70, 80, 120, 185)

Широкий ряд типоразмеров позволяет наиболее точно подбирать линейный привод и его характеристики по задаче.

Не нужно брать «с запасом». Можно взять точно под требования. Это экономия денег и места.

Зубчатый ремень и ШВП

Зубчатый ремень изготовлен из полихлоропренового каучука, армированного стекловолокном, что дает высокую гибкость и одновременно жесткость.

Зубчатый ремень устанавливается на двух шкивах, каждый из которых может быть приводным, упрощая монтаж двигателя.

ШВП крепится к основанию с помощью подшипниковых опор. Для каждого типоразмера существует возможность выбирать шаг винта для оптимальной реализации линейного перемещения.

Для защиты ШВП используется специальное линейное уплотнение (аналогичное бесштоковым пневмоцилиндрам).

Типоразмеры линейных приводов EGC

Монтаж двигателей: установка с любой из четырех сторон

Уникальная гибкость монтажа

Одна из основных отличительных особенностей линейного привода EGC c зубчатым ремнем – это возможность монтажа электродвигателей (или двигателей с редуктором) с любой из четырех сторон.

Почему это возможно? Благодаря идентичному механическому интерфейсу крепления, а также конструкции шкивов – оба могут быть приводными.

Монтаж с любой стороны упрощает проектирование – легче вписать привод в конструкцию.

Упрощает заказ – не нужно задумываться о расположении приводных и неприводных валов.

А также упрощает монтаж непосредственно на установке – в случае необходимости возможно перенести двигатель в любую из четырех точек.

Это факт. Гибкость, которая экономит время на всех этапах.

Стандартные монтажные комплекты

Двигатели (или двигатели с редуктором) крепятся к EGC с помощью стандартных монтажных комплектов, что позволяет получать законченную электромеханическую систему линейного перемещения.

Не нужно изобретать велосипед. Всё уже продумано. Всё уже стандартизировано.

Возможность монтажа с четырех сторон

Шаговые и синхронные сервоприводы: выбор под задачу

Комплектный шаговый привод EMMS-ST

В зависимости от задачи и требований по скорости, ускорению и точности, предъявляемых к системе перемещения, линейный привод EGC может быть совмещен с одним из двух типов сервоприводов.

Комплектный шаговый привод: двигатели EMMS-ST и сервоусилители CMMS-ST.

Может быть использован:

✓ как разомкнутый шаговый привод без датчика положения
✓ как сервопривод с относительным энкодером и полным контролем над позицией, скоростью и моментом

А как следствие — контролем над потреблением энергии.

Гибкость выбора — от простого к сложному. От дешевого к функциональному.

Синхронный сервопривод EMMS-AS

Комплектный синхронный сервопривод: серводвигатели EMMS-AS и сервоусилители CMMx-AS.

Это полноценные сервоприводы с:

☑️ двигателями на постоянных магнитах
☑️ абсолютными энкодерами на валу
☑️ богатым набором функций

Типоразмеры линейных приводов, двигателей и сервоусилителей оптимизированы друг под друга.

Не нужно подбирать «на глаз». Всё уже согласовано. Всё уже проверено.

Защитные скребки и дополнительные каретки

Увеличение нагрузочных характеристик

Линейные привода EGC снабжены широким набором опций.

Для увеличения нагрузочных характеристик по усилиям и моментам линейные привода возможно укомплектовать:

★ дополнительными пассивными каретками
★ удлиненной кареткой

Почему это важно? Потому что не всегда стандартной каретки достаточно. Иногда нужны большие моменты. Большая грузоподъемность.

И тут опции приходят на помощь.

Трехслойные защитные скребки

Для дополнительной защиты от внешней среды кареток и линейных направляющих предусмотрена опция защитных скребков.

Скребки состоят из трех слоев:

✓ металлический – грубая очистка
✓ набор тонких ламелей – тонкая очистка
✓ резиновое уплотнение – удержание смазки

Такие скребки эффективно удаляют пыль и даже влагу.

Это серьёзно. Когда工作环境 агрессивная — защита критична.

Конструктивные опции и безопасность

Конструктивные опции призваны упростить и ускорить монтаж и проектирование:

☑️ монтажные комплекты для двигателей
☑️ торцевые и боковые крепления

Также предусмотрены бесконтактные концевые выключатели (утапливаемые в паз или цилиндрические), которые можно установить в любую точку.

В случае необходимости повышения безопасности работы устанавливают каучуковые ограничители хода или гидравлические амортизаторы.

Безопасность — это не опция. Это необходимость.

Портальные манипуляторы и упаковочные линии

Пищевая промышленность и упаковка

Линейный привод EGC используется для решения широкого диапазона задач:

★ для повышения производительности и функциональности упаковочных и технологических машин в пищевой промышленности (замена одного или нескольких пневматических приводов)

Почему замена пневматики? Потому что электричество — это точность. Программируемость. Энергоэффективность.

А в пищевой промышленности это ещё и чистота. Нет сжатого воздуха — нет масла в воздухе.

Портальные манипуляторы

★ для автоматизации непрерывных технологических и упаковочных линий (портальные манипуляторы)

Трехкоординатный портальный манипулятор с функцией «летающая пила». Сначала приводы по оси X догоняют материал или транспортер, а затем при одновременном движении включаются в работу оси Y и Z и осуществляют технологическую операцию (резку материала или установку объектов на транспортер).

Автоматическая упаковочная линия. В ее составе манипулятор-трипод c системой машинного зрения (на базе EGC), два транспортера, Y-Z-манипулятор (ось Y на базе EGC), рольганг, лифт на базе электрического цилиндра DNCE.

Измерительные комплексы и контурные движения

★ для построения автоматизированных измерительных комплексов (одно- или многоосевые системы перемещения)

★ для реализации контурных движений резки, сварки, склейки, специализированной обработки листовых материалов (раскройные координатные столы, сварочные установки)

Координатный стол лазерного раскроя листового материала. Движение в плоскости (X, Y) реализовано на базе EGC. Взаимосвязанное управление по осям происходит с помощью контроллера с 2,5D интерполяцией CECX.

PositioningDrives и FCT: расчет и конфигурирование

Программа PositioningDrives

Для сокращения времени расчета и ввода в эксплуатацию, для оптимального выбора и максимального удобства в работе разработаны специализированные программные продукты для расчета и подбора элементов систем перемещения и программные средства для конфигурирования и ввода в эксплуатацию.

PositioningDrives – простая и одновременно мощная программа для расчета и подбора систем электропривода позволяет исключить ошибки, сократить время и оптимизировать решение.

Исходные данные: ход, масса, повторяемость, направление перемещения необходимо ввести в программу.

Предусмотрено ограничение требуемого времени перемещения, а также предварительный выбор типа привода и вариантов комплектации.

Для удобства выбора подобранные варианты можно отсортировать по:

✓ типам двигателя и привода
✓ функции компонентов
✓ продолжительности цикла
✓ стоимости

Программа также выдает подробные результаты, такие как: графики движения, результаты расчета динамики, параметры системы, характеристики и список компонентов.

Расчет и подбор в PositioningDrives

Программа конфигурирования FCT FESTO

Программа конфигурирования FCT FESTO для ввода в эксплуатацию.

Управление и сохранение всех параметров приводной системы можно осуществлять в одном общем проекте.

Управление проектом и данными для всех типов поддерживаемых устройств.

Простота в использовании благодаря графически поддерживаемому вводу параметров.

Универсальный режим работы для всех приводов.

Работа в автономном режиме, сидя за компьютером, или в оперативном режиме, находясь непосредственно рядом со станком.

Программные продукты Positioning Drives и FCT доступны для свободного скачивания на сайте www.festo.com

Конфигурирование и ввод в эксплуатацию

Ввод в эксплуатацию

Линейный привод EGC является высокотехнологичным продуктом для решения задач одно- и многокоординатного управляемого перемещения.

Благодаря:

☑️ оптимизированной жесткой конструкции
☑️ широкому ряду типоразмеров
☑️ наличию двух вариантов привода (зубчатый ремень и ШВП)
☑️ удобству монтажа двигателя
☑️ богатому набору опций

линейный привод EGC подходит для решения именно вашей задачи.

Есть над чем подумать инженерам, которые ищут надежное решение для автоматизации.

Festo
119607, Мичуринский проспект, д.49
Контакт-центр:
Тел. +7(495)737-34-87
8(800)250-30-50 (звонок бесплатный)
Факс +7(495)737-34-88
e-mail: sales@festo.ru
www.festo.com
Интернет-магазин: www.festo.com/ru/onlineshop
www.festo.com/ru