
DM03 til dine vertikale applikationer
med kortest mulige cyklustid for lineær bevægelser og mindre CO2 udslip
At vinde kapløbet mod tiden er ikke kun et mål for sprintere. Maskindesigneren står også over for denne udfordring. Her handler det om at opnå de kortest mulige cyklustider for lineære bevægelser.
Hvordan kan man gøre mærkningsprocesser for pakker i forskellige størrelser så hurtige og pålidelige som muligt?
Og frem for alt, hvordan opnår man dette i vertikale applikationer, hvor aksens vægt og den påmonterede belastning konstant påvirker processen?
LinMot besvarede dette spørgsmål for mere end 20 år siden med den revolutionerende magnetiske fjeder: MagSpring®.
DM03 Lineær motor -
Lang slaglængde, High-Force lineær motor til vertikale applikationer
MagSpring og krævende vertikale applikationer
Installeret parallelt med den lineære motor fungerer MagSpring som en intelligent modvægt til aksens vægt. MagSpring sørger ikke kun for konstant aflastning af belastningen og dermed energibesparelse under drift, men sikrer også, at den lineære motors position ikke ændres af sig selv i tilfælde af fejl, eller at motoren automatisk bevæger sig til en parkeringsposition, når den slukkes.
Det er kun logisk, at den gennemprøvede MagSpring har fundet vej til de nye DM03 lineære moduler. Som en markant forstærket variant bidrager den til brug i krævende vertikale applikationer.
MagSpring og lineær føring
De nyudviklede DM03 lineære moduler er fyldt med teknologi og funktioner, men forbliver utroligt slanke.
Denne drivløsning kombinerer den førnævnte MagSpring med en lineær føring og en kraftfuld lineær motor af typen PS01-23, PS01-37 eller PS01-48.
En kraftsensor og en højpræcisions absolut positionssensor (BiSS) kan også integreres som tilvalg. Hvis du tror, at disse drev ikke kan bygges kompakt i serieproduktion, kan du tro om igen.
Takket være det slanke design og de bagudmonterede motortilslutninger er den samlede bredde på det største DM03 lineære modul (DM03-48) kun 50 mm.
Foto: MagSpring på PS01 lineær motor
Løftebevægelse på rekordtid
Takket være en smart løsning fra LinMot's ingeniører, hvor MagSpring er placeret indbygget i DM03 lineærmodulet, får brugeren fordel af en nyudviklet magnetfjeder, der er markant stærkere end sine forgængere. MagSpring, der fungerer som en passiv modvægt, genererer nu en holdekraft, der er tre gange større.
Som resultat kan det elektriske drevs strømforbrug reduceres, og aksens acceleration øges markant. Denne fordel blev demonstreret i en mærkningsapplikation. Den vertikale akse her bevæger en masse på 0,5 kg og kan, takket være sin slaglængde på næsten 700 mm, påføre en etiket på forskellige pakkestørrelser og endda konvolutter. Hele slaget gennemføres på rekordtiden 300 ms.
DM03 lineærmodul vs. pneumatisk cylinder
Det er let at sammenligne de to teknologier, da DM03 ofte bruges til punkt-til-punkt-bevægelser med to endepositioner. Men hvad med en af de vigtigste faktorer ved sammenligning af drev – energiforbrug?
Her kommer DM03 klart i front. Dette skyldes den høje effektivitet af elektriske systemer sammenlignet med den relativt lave effektivitet af pneumatiske drev. Kompressorer kan kun omdanne en lille del af den energi, de forbruger, til nyttig effekt – en langt større del går tabt som varme.
En nærmere analyse af processen afslører endnu en fordel ved lineære moduler
Modulet udfører kun arbejde under accelerationsfasen. Når motoren står stille, understøtter MagSpring arbejdet, og når motoren bevæger sig med konstant hastighed, forbruger den kun strøm til at kompensere for friktion. Den kinetiske energi, der genereres under opbremsning, omdannes til elektrisk energi i motoren (generator-effekt) og lagres i servodrivets DC-link-kondensatorer, hvor den kan genbruges til næste cyklus.
Årlig energibesparelse på imponerende 5.500 euro
Hvis vi laver en konkret sammenligning mellem de to typer, viser de ovennævnte effekter et langt større besparelsespotentiale til fordel for de elektriske lineære moduler. Hvis vi tager mærkningsapplikationen fra før som eksempel og antager en cyklustid på ét sekund med en belastningsmasse på 0,5 kg, kan DM03-37 give en årlig energibesparelse på imponerende 5.500 euro sammenlignet med en tilsvarende pneumatisk cylinder.
Detaljer og lastkompensation
Den geniale mekaniske konstruktion af DM0x-seriens lineære moduler forhindrer høje kontaktkræfter mellem motoren og skyderen, hvilket resulterer i en meget lang levetid med minimal vedligeholdelse af motoren. Derudover er disse lineære moduler allerede
udstyret med et integreret, vægtoptimeret føringssystem, der absorberer sidekræfter og gør det nemt at montere belastningsmassen.
Brugeren har adgang til i alt fem forskellige størrelser. Motorserien spænder fra 23x80F-HP til 48x240F-HP, med en maksimal kraft fra 67 N til 572 N.
Disse ekstremt dynamiske lineære moduler leverer topydelse, når det gælder bevægelsesdynamik, og kan uden problemer opnå accelerationer på 50 m/s² og hastigheder på op til 5 m/s.
Egenskaber
• Meget slankt design
• Ideel til vertikale applikationer
• Integreret lastkompensation med MagSpring op til 170 N
• Optimeret bevægelig masse for høj dynamik og accelerationer > 50 m/s²
• Minimal bredde muliggør side-om-side montering af flere moduler
• 5 størrelser med maksimale kræfter op til 572 N
• Positionssensor for en gentagelsesnøjagtighed på ±0,001 mm
• Kraftsensor med en nøjagtighed på op til 0,5%
Kan kombineres i LinMot modulopbygningen og med alle LinMot-produkter, f.eks. som en Z-akse til LinMot Semi-Gantry og Gantry.
Integreret vertikal lastkompensation
Installeret parallelt med den lineære motor fungerer MagSpring som en intelligent lastkompensator for vægtkraften. Med den nye generation af MagSprings kan vægtkompensationen vælges i trin fra 11 N op til maksimalt 170 N.
Takket være den fine graduering af MagSpring kan applikationer designes således, at den lineære motors position ikke ændres automatisk i tilfælde af en fejl eller at en referenceposition automatisk nås, når motoren slukkes.
Semi-Gantry
DM03 lineære moduler tilbyder et bredt udvalg af maksimale kræfter og slaglængder. Denne variation af kræfter og størrelser, kombineret med deres modularitet, gør det muligt at kombinere dem med alle andre LinMot-moduler. Disse kombinationer muliggør forskellige strukturer som semi-gantry, gantry og pick-and-place (YZ).
Fordele ved semi-gantry konstruktioner:
• Effektiv udnyttelse af maskinens arbejdsområde
• Ingen behov for en ekstra føring med drivsystem som et fuldt
gantry
• Kan anvendes med flere bomme eller vogne
• LinMot's modulopbygning tillader fri kombination af alle
moduler
• Integreret kabelkæde-koncept til alle akser i LinMot's
modulsystem
Energi og besparelser
For at demonstrere besparelsespotentialet blev den tidligere beskrevne applikation opstillet, hvor DM03 lineærmodulet gennemfører et slag på 695 mm på ca. 300 ms.
• Årligt energiforbrug for DM03: 405 kWh - Ca. 60,8 kg CO2
• Årligt energiforbrug for en 32 mm pneum. cylinder: 12.000 kWh - Ca. 1.800 kg CO2
• Energibesparelse: 30 gange lavere forbrug
• Årlig besparelse pr. modul: €2.900
Dette viser den markante effektivitet af elektriske lineære moduler sammenlignet med pneumatiske systemer.