|
Manipulace a montáž hrou – moderní profesionální stavebnice
Potřeba zvyšovat produktivitu a výkonnost strojů či linek – to je moderní trend ve výrobě, vedoucí ke stále větší automatizaci. Téměř ve všech druzích výroby přichází ke slovu montážní a manipulační technika. Při pohledu na nabídku výrobků a služeb firmy Festo zájemce jistě napadne přirovnání ke stavebnicím Merkur či Lego. Proč? Ještě nikdy nebylo tak snadné manipulátory správně navrhnout, nakreslit, ale i smontovat a uvést do provozu.
Pohony
Základním stavebním kamenem manipulátoru je pohon. V hlavním katalogu firmy Festo najdou zákazníci téměř devět tisíc různých pohonů. Lze je rozdělit na pneumatické a elektrické, ale také na přímočaré či kyvné.
Základní pohony
Vybírat je možné z mnoha běžných pneumatických válců či kyvných modulů, bezpístnicových lineárních jednotek i velmi sofistikovaných pohonů vybavených vším, co si lze přát: čidly pro snímání polohy, 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 zvolit velmi robustní pohon s průměrem pístu až 100 mm či zdvihem téměř 10 m.
K nejzajímavějším patří např. perfektně vybavené jednotky řady HMP či HMPL, umožňující mimo jiné i přesné zastavování v mezipoloze.
Kyvné pohony dokážou velmi rychle otáčet manipulovaným předmětem a mohou být též velmi dokonale vybaveny, zejména jde-li o konstrukci s pastorkem mezi dvěma ozubenými hřebeny – lze je doplnit hydraulickým tlumením, nezávisle seřiditelnou mezipolohou, čidly polohy, adaptéry pro chapadla i s rotačními přívody vzduchu atd.
Zvýšit rychlost? Jednoduše s HSP!
Co skrývá označení HSP? Je to zkratka z anglického High Speed Pick and Place. Jde vlastně o rychlý manipulátor (obr. 2). Uchopený díl se pohybuje v obou osách najednou – koncový bod chapadla opisuje křivku. Přesnost pohybu je podpořena křížovým vedením poháněné části s kuličkovými oběžnými pouzdry. Uložení je velmi přesné, tuhé a s dlouhou životností.
Manipulátor se dodává ve třech velikostech: s vodorovným a svislým pohybem délky 60/25, 100/50 a 150/100 mm. Snadno se může přizpůsobit požadavkům konkrétní úlohy, všechny pohyby lze ve velkém rozsahu nezávisle seřizovat. Jednotku stačí namontovat, připojit k ní dvě hadice z ventilu, dva snímače koncových poloh a je možné ji začít používat k manipulaci. Obě koncové polohy lze nezávisle na sobě ve velkém rozsahu přesně seřídit – je možné zkracovat přímkovou část svislého zdvihu i jeho vodorovnou polohu. Ke tlumení nárazů v koncových polohách jsou určeny hydraulické tlumiče nárazu. Koncové polohy snímají dva standardní koncové magnetické spínače. Jednotka může být vybavena pneumatickým pohonem nebo hřídelí s perem pro spojení např. s elektrickým pohonem. Snadnost práce a univerzálnost 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, dále instalační systém pro elegantní, přehledné a bezpečné odvedení hadic a kabelů od chapadla na pevnou část stroje, drážky pro rozvod kabelů od snímačů na zadní části zařízení, konstrukční sady pro možnost aktivního přesunu do mezipoloh a další drobné doplňky.
Ojedinělé řešení – řízený pohyb mezi dorazy
Většinu pneumatických pohonů lze doplnit patentovaným systémem řízení pohybu Soft Stop. Ovládání zůstává stejné jako u standardního uspořádání, pohyb však sleduje regulátor, který spojitě ovládá keramické šoupátko. Kromě odměřování (měřicí potenciometr, ultrazvukové čidlo) je vše ostatní kolem válce zbytečné – nejsou zapotřebí tlumiče nárazu, snímače krajních poloh ani škrticí ventily. Pohyb je nejen bezkonkurenčně rychlý, ale i plynulý a bez rázů. Pevné dorazy jsou určeny skutečně jen k přesnému a bezpečnému zastavení. Pohon získává vynikající vlastnosti. Při svislém uspořádání se nezávisle na tíze břemene pohybuje stejně nahoru i dolů (obr. 3).
Polohování
Servopohon? Proč ne pneumatický?
Polohovací úlohy lze rozdělit na několik skupin. Část z nich je možné optimálně vyřešit pneumatickým polohovacím systémem – pneumatickým servopohonem. Pneumatické servopohony jsou robustní, dynamické, bez následků přetížitelné a s jednoduchou montáží i oživením. Dokážou polohovat podobně jako elektrické servopohony s nastavenými parametry pohybu a s přesností v desetinách milimetru.
Elektrické servopohony
Pro značnou část úloh v automatizaci jsou však nejvhodnější elektrické servopohony (obr. 4), ať už s krokovými motory nebo se servomotory. Součástí stavebnice pro montážní a manipulační techniku Festo jsou pohony mnoha velikostí i principů, s mechanickým vedením či bez něj, s ozubeným řemenem nebo s vřetenem atd. Z toho, že všechny jsou součástí stavebnice Festo, plyne možnost rychlého a jednoduchého sestavení celého stroje bez nutnosti cokoliv samostatně vyrábět.
Všechny pohony lze uvést do provozu i bez hlubších znalostí jejich vnitřního uspořádání, dokonce i bez programování. Stačí nastavit parametry jednotlivých pohybů a pak je podle potřeby spouštět – to zvládne i nejmenší automat s několika binárními vstupy a výstupy. Při použití servopohonů Festo není zapotřebí využívat služby příslušného specialisty; vše totiž jde velmi snadno.
Ostatní části stavebnice
Chapadla
Na konci každého manipulátoru je manipulovaný předmět. K jeho uchopení jsou k dispozici chapadla různých typů a velikostí, např. paralelní, úhlová, radiální, tříbodová, přesná, ale také mikrochapadla nebo naopak robustní a velká chapadla s upínací silou až 700 N. Jako novinka je dodáván kyvný pohon s chapadlem. Integrace obou částí znamená menší, lehčí a rychlejší jednotku s nižšími náklady, jednodušším ovládáním, montáží a údržbou.
Vakuová technika
Alternativou k chapadlům pro uchopení některých předmětů jsou vakuové přísavky. Mohou mít různý tvar, velikost (standardně od 1 do 200 mm) a mohou být vyrobeny z rozličného materiálu (odolnost proti 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 rychlým prouděním přiváděného stlačeného vzduchu. K vakuovým obvodům je možné doplnit profuk, filtraci, samočinné uzavírání (nemá-li přísavka dobrý kontakt s upínaným povrchem) atd.
Další výrobky
Manipulátory dále vyžadují čidla, ventily a ventilové terminály (mnohdy s přímým napojením na průmyslové sběrnice), programovatelné automaty pro řízení, škrticí ventily, jednotky pro 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 skupin výrobků.
Podpůrné prostředky
Ze stavebnice lze snadno sestavit kombinace pohonů pro řešení nejrůznějších úloh, včetně rámu z hliníkových profilů, upevnění na něj a všeho příslušenství (obr. 5).
Pro snadnou orientaci v množství výrobků je určena elektronická verze katalogu DKI, využívající nejen interaktivní přístup uživatele, ale také mnoho různých pomůcek: vyhledávání, výpočty atd. K dispozici je např. 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 včetně prostorových modelů a výkresů s možností uložení v mnoha různých formátech a přímého použití v systémech CAD.
Další informace lze snadno získat na internetových stránkách firmy Festo nebo přímým kontaktem na některém z prodejních míst.
Marcel Hrubý, Festo
Festo spol. s. r. o.
Pod Belárií 784
143 00 Praha 4
tel.: 261 099 611
fax: 261 099 634
e-mail: info_cz@festo.com
http://www.festo.cz
|