Wygrać wyścig z czasem to ambicja nie tylko zawodników wytrzymałościowych czy sprinterów. Przed tym wyzwaniem stoją także mechanicy oraz zakłady produkcyjne. Tutaj celem jest osiągnięcie cykli dla ruchów liniowych o możliwie jak najkrótszym czasie. Jak sprawić, by procesy etykietowania opakowań o różnych rozmiarach były możliwie szybkie i niezawodne? A przede wszystkim, jak to osiągnąć w aplikacjach pionowych, gdzie ciężar osi i dodane obciążenie stale wpływają na proces?
LinMot odpowiedział na te pytania ponad 20 lat temu, prezentując innowacyjną „sprężynę magnetyczną” MagSpring®. Zainstalowana równolegle do silnika liniowego, MagSpring działa jak inteligentna przeciwwaga dla ciężaru osi. Sprężyna zapewnia stałe odciążenie, oszczędzając w ten sposób energię podczas pracy. Dodatkowo może zagwarantować, że pozycja silnika liniowego nie zmieni się sama w przypadku awarii lub że silnik automatycznie przejdzie do pozycji spoczynkowej, gdy jest wyłączony.
Tak się składa, że sprawdzona sprężyna MagSpring znalazła zastosowanie w nowych modułach liniowych DM03. Jako wyraźnie wzmocniona wersja idealnie sprawdzi się w wymagających aplikacjach pionowych.
Oszczędność miejsca dzięki wąskiej konstrukcji
Nowo zaprojektowane moduły liniowe DM03 wyposażone są w bogate technologie i funkcje, a jednocześnie pozostają niezwykle wąskie. To rozwiązanie napędowe składa się ze wspomnianej powyżej sprężyny MagSpring, prowadnicy liniowej i silnika liniowego typu PS01-23, PS01-37 lub PS01-48. Dodatkowo można zintegrować czujnik siły i precyzyjny czujnik położenia absolutnego (BiSS). Jeśli użytkownik uważa, że napędów nie można połączyć szeregowo, myli się. Dzięki wąskiej konstrukcji i konektorom silnika zamontowanym z tyłu, szerokość największego modułu liniowego DM03 (DM03-48) wynosi tylko 50 mm.
Podnoszenie w rekordowym czasie
Inżynierowie z LinMot dobrze przemyśleli kroki. Zdecydowali się na umieszczenie MagSpring wewnątrz modułu liniowego DM03. Dzięki temu użytkownik korzysta z nowo zaprojektowanej sprężyny magnetycznej, która jest znacznie silniejsza niż jej poprzednia wersja. MagSpring, który działa jako bierna przeciwwaga dla ciężaru, generuje teraz trzykrotnie większą siłę trzymania. W efekcie można zmniejszyć zużycie energii napędu elektrycznego i znacząco zwiększyć przyspieszenie osi. Zaletę tę udowodniono w aplikacji do etykietowania. Zastosowana tu oś pionowa porusza masą 0,5 kg. Dzięki skokowi wynoszącemu prawie 700 mm możliwe jest umieszczenie etykiety na opakowaniach o różnej wielkości, a nawet na kopertach. Cały skok jest zrealizowany w rekordowym czasie 300 ms.
Moduły liniowe DM03 czy siłownik pneumatyczny?
Porównanie obu technologii jest łatwe, ponieważ DM03 jest często używany do ruchów punkt do punktu z dwoma położeniami krańcowymi. A co z jednym z najważniejszych kryteriów porównywania napędów – zużyciem energii?
Tutaj DM03 zyskuje przewagę. Wynika to z dużej skuteczności układów elektrycznych i relatywnie niskiej skuteczności napędów pneumatycznych. Kompresory potrafią przekształcić jedynie niewielką część zużywanej przez siebie energii w energię użyteczną. Niestety znacznie większa część jest tracona w postaci ciepła. Dokładniejsze spojrzenie na proces ukazuje kolejną zaletę modułów liniowych. Dopiero w fazie przyspieszania moduł wykonuje prawdziwą pracę. Gdy silnik nie pracuje, MagSpring wspomaga pracę, natomiast gdy silnik porusza się ze stałą prędkością, nie pobiera żadnej mocy, poza kompensacją tarcia. Energia kinetyczna wytwarzana podczas hamowania przekształcana jest w energię elektryczną w silniku (efekt generatora) i magazynowana w kondensatorach obwodu prądu stałego serwonapędu, gdzie może zostać wykorzystana w kolejnym cyklu.
Porównując moduł liniowy i silnik pneumatyczny, opisane powyżej rezultaty wskazują jednogłośnie zwycięzcę. To zdecydowanie elektryczne moduły liniowe gwarantują większy potencjał do oszczędzania. Jeśli weźmiemy powyższy przykład aplikacji do etykietowania i założymy, że czas cyklu wynosi jedną sekundę przy masie ładunku 0,5 kg, to redukcja kosztów energii DM03-37 w porównaniu z analogicznym siłownikiem pneumatycznym wynosi aż 5500 euro rocznie.
