A sűrítettlevegő-ellátás azonban összetett infrastruktúrát igényel, és a sűrített levegőt minden gyártási lépéshez biztosítani nehézkes és költséges. Szerencsére erre már nincs szükség – a Schunk mechatronikai alapú EGP 40 készülékének köszönhetően. A munkadarabtartó technológiák és megfogórendszerek vezető szakértőjének új megfogója könnyedén eléri a pneumatikus megfelelőivel azonos teljesítményt. Ezt a teljesítményt a Faulhaber kefe nélküli egyenáramú szervomotor-hajtása teszi lehetővé.

A Pick & Place a kis méretű alkatrészmegfogók e klasszikus alkalmazására használt kifejezés. A tárgyak felvétele és máshová, a megfelelő helyre történő elhelyezése alapfeladat, amely számos kezelési és összeszerelési folyamat során előfordul - de nem csak ott. Például a modern, nagyszabású laboratóriumokban, ahol több ezer vér-, DNS- vagy hatóanyagmintát analizálnak; ezeket bonyolult pipettázó lemezekre adagolják nagy sebességgel. Ezeket a lemezeket kis robotok fogják meg, és továbbítják az analitikai eljárás megfelelő, következő lépéséhez.

Egy másik tipikus alkalmazási terület az erősáramú elektronikai áramköri lapok összeszerelése, amelyeket például elektromos gépekben vagy kapcsolórendszerekben használnak. A Schunk megfogói felveszik az alkatrészeket, és az érintkezőiket az áramköri lapon a megfelelő aljzatokba helyezik. Határozottan meg kell fogniuk az adott tárgyat, de természetesen nem sérthetik meg a munkadarabot. A precíz, finomra hangolt erő mellett a legtöbb eljárásnál különösen a sebesség játszik szerepet: a gyors megfogás növeli a termelékenységet.

Az ipari megfogók esetében eddig a pneumatikusan működtetett rendszerek domináltak. Ez a hagyománynak és a gyakorlati szempontoknak egyaránt tulajdonítható. A pneumatikus működtetők nagy teljesítménysűrűséggel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy kompakt tömeg mellett viszonylag nagy erőt képesek kifejteni. Ez az erő gyakorlatilag időbeli késedelem nélkül rendelkezésre áll. Amint a vezérlőszelep kinyílik, a betáplált sűrített levegő azonnal el tudja végezni a kívánt emelési munkát – ebben az esetben a megfogást.

A pneumatika külön infrastruktúrát igényel

Alapvetően azonban a pneumatikus működtetőknek csak két állapota van: nyitva vagy zárva, teljes erő alkalmazásával vagy mindennemű erő nélkül. A növekményes vezérlés csak jelentős vezérléstechnikai erőfeszítésekkel és költségekkel lehetséges. A vezérlőegység elektromos csatlakozói mellett a pneumatikus megfogóhoz a sűrített levegő vezetékeinek csatlakozóira is szükség van. Szűkös körülmények között, amelyek nem ritkák a kicsi alkatrészek feldolgozásánál, ez bizony problémát jelenthet.

A legnagyobb hátrányt azonban maga a sűrített levegős rendszer jelenti. Legalább egy kompresszorra és egy légtisztítóra, saját ellátóhálózatra és bonyolult vezérlőrendszerre van szükség ahhoz, hogy folyamatosan és minden ponton egyenletes nyomás álljon rendelkezésre. Ezért, különösen az új létesítményekben, a tulajdonosok egyre inkább hajlanak arra, hogy lemondjanak erről a kiegészítő infrastruktúráról, és teljes mértékben az elektromos meghajtású működtető rendszerekre hagyatkozzanak.

Proaktív motorteljesítmény

Az új elektromos kisalkatrész-megfogónak, az EGP 40-nek köszönhetően ez most már tisztán elektromos alapon is megoldható, méghozzá a teljesítmény tekintetében mindennemű kompromisszum nélkül. 140 newtonos záróereje még nagyobb, mint a szintén a Schunk által gyártott pneumatikus megfelelője, az MPG-plus 40 esetében. Ezt az erőteljes teljesítményt a Faulhaber BX4-sorozatú, 4 tűs, kefe nélküli egyenáramú szervomotorja biztosítja. A motor optimalizált, kivételesen nagy teljesítménysűrűséggel rendelkezik. Más szóval, a tömegéhez képest maximális nyomatékot és teljesítményt biztosít. A kompakt, robusztus kivitel gazdaságosan és automatikusan gyártható.

Mivel a motor fogaskerekek nélkül működik, a kimeneti nyomaték nem függ a pozíciótól. Ugyanakkor a minimális forgó tömegének köszönhetően nagyon magas dinamikus válaszreakciót ér el. Már mozgásba lendüléskor vagy az alacsonyabb fordulatszám-tartományban azonnal rendelkezésre áll a teljes nyomaték. Ez különösen fontos ennél az alkalmazásnál, mivel a megfogó ujjai gyakran csak nagyon kis távolságot tesznek meg. A kiváló minőségű motortechnológia kívánatos mellékhatása az alacsony energiafogyasztás.

Ezekkel a tulajdonságokkal a Faulhaber motor fontos műszaki platformjává vált az elektromos kisalkatrész-megfogók fejlesztésének. „A megfogó a könnyű, egyszerű kezelésre és az ügyfélalkalmazásokba való integrálásra lett tervezve. Korábban az ilyen teljesítményű motorok egyszerűen túl drágák voltak az ilyen típusú készülékbe való beépítéshez” – meséli Matthias Quaas, a Schunk fejlesztőmérnöke. „Ez a motortípus olcsó koncepción alapul, ami lehetővé tette számunkra, hogy egyáltalán fontolóra vegyük egy megvásárolt elektromos hajtás használatát. Ezenkívül nagyon fontos volt számunkra, hogy egy stabil és jól bevált technológiára támaszkodhassunk. Ez a motor pedig már számos alkalmazásban bizonyította megbízhatóságát és hosszú élettartamát.”

Személyre szabott elektronika

A helyhiány miatt azonban a vezérlőelektronikát a Schunk követelményeihez kellett igazítani. Ahhoz, hogy beférjen a megfogóba, optimalizálni kellett az áramköri lap alakját és az alkatrészek elrendezését. Az elektromágneses interferencia elleni védelem érdekében ügyfélspecifikus csatlakozást és EMC-védelmi áramkört kaptak. Továbbá, a szoftvert a megfogó funkciójához igazították. „Az én szemszögemből nézve a Faulhaber nem egyszerűen beszállító, hanem fejlesztő partner” – hangsúlyozza Matthias Quaas.

„Az együttműködés rendkívül konstruktív és mindig megoldásorientált volt – e téren kiváló támogatást kaptunk.” A Schunk ma az EGP 40 készülékkel a világpiacon elérhető legteljesítőképesebb mechatronikus, integrált elektronikával ellátott kisalkatrész-megfogókat kínálja. A ház kialakítása és az elektromos csatlakozások megfelelnek az egyenértékű MPG-plus 40 nevű pneumatikus termékének. Az érzékelőrendszer és a vezérlőjelek is azonosak. Így a felhasználók minimális költséggel és erőfeszítéssel válthatnak pneumatikusról elektromos üzemre.

A megfogó további erősségei közé tartozik a szorítási idő és az emelés közötti kiváló kapcsolat, a megfogó ujjainak rendkívül precíz működése – ami a nagy teljesítményű keresztgörgős vezetőnek köszönhető – és a négyszeresen állítható megfogóerő. Ami a pneumatika esetében csak bonyolult vezérléssel lehetséges, az itt összehasonlíthatatlanul könnyebb: a ház oldalán lévő nyíláson keresztül választható kapcsolóállások határozzák meg, hogy a megfogó milyen erősen fogja meg a terméket.

Ezzel a megfogóerő a formálható vagy kényes munkadarabokhoz is igazítható. Emellett számos gyártási folyamatban a megfogó sebessége is döntő fontosságú. Erre az esetre egy más sebességes verzióban is létezik EGP 40-es berendezés. Ezen belül a motor különböző áttételezéssel működik. Bár nem egészen olyan erős, hihetetlenül rövid ciklusidőt ér el, és még gyorsabb, mint a pneumatikus változatok.

(Címlapkép: Schunk)