Inteligentně řízený pohyb
Brněnská společnost HIWIN s.r.o. je lídrem na trhu s lineárními systémy a polohovacími jednotkami. Vytváří speciální aplikace podle potřeb předních výrobců průmyslových strojů i menších firem. Mimo jiné dodává „na klíč“ originální portálové systémy pro manipulační zařízení.
Hlavním trendem jsou speciální víceúčelové aplikace, které řeší specifika výrobních programů zákazníka. Na základě požadavků zákazníka na pohybovou hmotnost, dynamiku a přesnost pohybu technické oddělení vytvoří kompletní víceosý polohovací systém, ale konečná funkce zařízení je už v rukou samotného zákazníka. To znamená, že může stroj osadit laserem, vřetenem, měřicím zařízením nebo uchopovacím nástrojem. Polohovací systémy HIWIN se uplatňují u balicích strojů, při paletizaci a jsou nedílnou součástí měřicích nebo skenovacích zařízení. Využití nacházejí prakticky na všech strojích, které vyžadují přesnost, rychlost a dynamiku.
V mnoha aplikacích je většina pohybů realizována po přímce. Elektrické motory umožňují jen rotační pohyb, který je nutno převádět na pohyb lineární pomocí kuličkového šroubu, jenž má však určitá mechanická omezení. Jednak v délce pohybu, teplu způsobeném třením a v maximálních otáčkách, které jsou nejdůležitějším omezujícím faktorem. Při jejich překročení dochází k rozkmitání šroubu. Na druhé straně lineární motor nemá omezení ani v délce pohybu (postaví se delší magnetická dráha) ani v jeho rychlosti (nic se netočí, tudíž nemá co vibrovat). Mezi přednosti lineárních motorů patří libovolně stavitelná magnetická dráha, vysoká přesnost polohy, velké dosahované rychlosti a zrychlení, jednoduché řízení. Obzvláště velkou výhodou je možnost více primárních částí (jezdců) na jedné magnetické dráze, které se pohybují nezávisle na sobě.
Nejčastější využívání lineárních motorů je v obráběcích strojích (vysokorychlostní opracovávání, laserové obrábění, svařování, přesné řezání,…), balicích mechanismech, manipulační technice, automatizaci, atd.
K velkému rozvoji výroby a k praktickému uplatnění lineárních motorů a pohonů došlo až v
posledních letech. Vlivem technického vývoje a tvrdšího konkurenčního boje mezi výrobci rostou požadavky na vyšší přesnost výroby a na dynamické vlastnosti výrobních strojů. Stále vyvíjející se elektronické prvky, které umožňují plynulé řízení rychlosti a zpřesňují polohování celého lineárního sytému, poskytují výrobcům širší prostor v oblasti technického využití lineárních motorů. Možnosti klasických rotačních motorů s mechanickým převodem z pohybu rotačního na pohyb lineární jsou v řadě průmyslových aplikací využívány na mezi dynamiky danou setrvačnými hmotami a na mezi přesnosti dané mechanickými vůlemi a postupným opotřebením. Klasický pohon vykazuje v místech převodu (rotační motor - kuličkový šroub - lineární vedení) značné tření, pružnost a vůli. U lineárního motoru tyto nevýhody odpadají a výsledná přesnost polohování je závislá na použitém typu odměřovacího systému. Pro kompletní vlastní polohovací systémy zahrnuje HIWIN dva základní typy lineárních odměřovacích systémů. Pro méně přesné aplikace (opakovatelnost polohování 0,01 mm) je dostačující Magnetické lineární odměřování značky HIWIN s výstupním signálem analog sin/cos 1Vpp nebo digital TTL 5V. Pro náročné aplikace firma velmi úzce spolupracuje s výrobcem odměřovacích systémů, firmou Renishaw, kde se opakovatelnost polohy pohybuje 0,002 mm. Od minulého roku je možné použít i Absolutní odměřování v polohovacích jednotkách.
HIWIN lineární motory jsou konstrukčně 3-fázové synchronní motory s permanentními magnety. Vyrábí se ve třech základních výrobních řadách: LMC, LMS a LMF.
Provedení LMC je určeno pro lehčí aplikace se zatížením do Fpmax=342N (špičková síla), zrychlení 5G a rychlosti 5m/s. Motor se skládá z nekovové primární části (jezdec) s třífázovým vinutím a sekundární části (magnetická dráha) tvořené permanentními magnety. Díky nekovové primární části je motor velice lehký a vhodný pro dynamické aplikace.
Řada LMS pro střední zatížení se silou do Fpmax=3000N (špičková síla), zrychlení 4G a rychlosti 4m/s. Motor je tvořen kovovou primární částí tvořené elektrotechnickými plechy s cívkami a sekundární části. Tyto třífázové synchronní motory vynikají velkou hustotou sil a jsou plně vyhovující pro většinu aplikací.
Pro velmi náročné aplikace z hlediska zatížení je optimální provedení lineárního motoru řady LMF. Základní konstrukce je stejná jako u typu motoru LMS s doplněním externího chladicího okruhu primární části motoru. Tím se výrazně zvýší účinnost motoru a dosažitelná špičková síla je 20 000 N. Motory LMF jsou hlavně koncipovány pro obráběcí stroje s velkými přestavnými hmotami a přídavnými axiálními silami.
Základní filosofií firmy HIWIN je dodávat zákazníkovi komplexní řešení lineární polohovací jednotky nebo víceosého systému. Jelikož je společnost HIWIN výrobcem základních komponentů lineární techniky (lineární vedení, kuličkové šrouby, lineární motory), má velmi dobré vstupní podmínky pro kompletaci různých variant lineárních jednotek, které jsou stavěné na vlastním nosném hliníkovém profilu zástavbové šířky 160, 220 nebo 250 mm. V rámci každé velikosti profilu je kompletována osa s lineárním motorem nebo kuličkovým šroubem při dodržení stejných zástavbových rozměrů. Základní koncepcí je rozměrová zaměnitelnost v rámci jedné stavební šířky modulu. Provedení jednotek může byt s úplným zakrytováním nebo bez zakrytování. Podle specifikace aplikace je možné lineární osy kompletovat do rovinných (x-y, x-z, y-z) i prostorové (x-y-z) varianty uspořádání.
V současné době hlavními NOVINKAMI u společnosti HIWIN jsou dodávky kompletních křížových stolů v různých provedeních a komplexní portálové systémy.
Jelikož portálové systémy jsou stavěny jako platforma, může být jeho univerzální šasi doplněno o různé technologie, jako např.: řezací hlavou, skenovací kamerou, měřicí sondou, tiskovou hlavou nebo být pouze manipulátorem v různých odvětvích průmyslu. V zásadě GANTRY je odladěný „podvozek" portálovky, který může být přizpůsoben zákazníkovi pro jeho aplikaci na míru. Tím se stává portálový systém velmi univerzální portálové polohovací zařízení.
Křížové stoly jsou dle použití krytované skládanými měchy nebo pro CNC aplikace teleskopickými kryty, kde dosahovaná třída krytí je IP65.
Vývojové týmy v hlavním sídle pracují i na rozvoji produktů v oblasti řízení. V současné době je HIWIN schopen osazovat polohovací systémy i frekvenčními měniči nové řady HIWIN D1N s komunikací EtherCat, která umožňuje využít různé PLC řídicí systémy. Tím zajišťují maximální flexibilitu, preciznost a výjimečně přesné řízení výrobního procesu.
482
