Samostatné lineární pohony s mechanickými nebo hydraulickými převody jsou nepřekonatelné z mnoha důvodů: šetří prostor a vyžadují minimální údržbu, lze je přesně řídit, zjednodušují projektování a lze je objednat zcela připravené k montáži. Který z těchto dvou typů je však v konkrétních situacích ten pravý? Ať už mluvíme o standardní aplikaci, nebo o speciálním stroji, klíčovým rozhodujícím faktorem při výběru součástí pro výrobce strojů je a zůstane doba do uvedení na trh. Také všeobecné trendy na trhu, jako je elektrifikace, digitalizace, sledování stavu a také prediktivní údržba, tato řešení zatraktivňují. Lze je dodat připravené k montáži, jejich integraci a parametrizaci lze rychle provést za pomoci softwaru. Často však není snadné vzájemně porovnat dvě technologická řešení – elektromechanické a elektrohydraulické. Elektromec hanický, nebo elektrohydraulický? Výběr té pravé technologie vychází především z požadovaných výkonových charakteristik, například zatížení, dynamiky a vzdálenosti. Je však nutné posoudit také další faktory, například požadovanou životnost, rozmezí teplot, stupeň krytí a požadovaný stupeň řiditelnosti. Zvyšující se požadavky na dobu do uvedení na trh, řiditelnost, snadnou údržbu a způsobilost pro Průmysl 4.0 zase vedou k rostoucí poptávce po řešeních, která kombinují inteligentní elektrickou hnací jednotku s mechanickou nebo hydrostatickou převodovkou. Obě uspořádání mohou mít jednotný elektrický pohon, koncepci projektování a řízení, jako je tomu v případě společnosti Bosch Rexroth, a jsou proto vhodné mimo jiné pro koncepce hybridů. Navíc existují rozdílné silné stránky, které jsou pro každou technologii příznačné. 1. Elektromec hanické lineární po hony Tyto pohony mají vzhledem ke svému mechanickému převodu pevný převodový poměr a konstantu vedení. Stoupání závitu vychází z požadované rychlosti a síly. S maximálními silami do 290 kN, rychlostmi pohybu od 0,18 do 1,6 m/s a délkách zdvihu do 1,7 m nacházejí elektromechanické válce EMC a EMC-HD od společnosti Bosch Rexroth se servopohonem IndraDrive a servomotorem IndraDyn S mnoho oblastí aplikace v průmyslu, například: servolisy, dávkovací systémy, obráběcí stroje nebo přepravní a manipulační systémy. Válec EMC je dokonale vhodný pro potravinářský průmysl, chemii a farmaceutiku, a to vzhledem k variantám s hygienickým provedením a krytím IP65. Válec EMC-HD je speciálně navržen pro těžké podmínky okolí a dosahuje dynamické nosnosti až 470 kN. Specifické silné stránky Významné silné stránky lineárních pohonů s mechanickým převodem jsou přesné řízení rychlých nebo složitých sekvencí a snadno řízený synchronní chod více os. Navzdory vysoké dynamice je dosahováno přesnosti v řádu 10 μm. Mezi další výhody patří dlouhá životnost a energetická účinnost. Nezbytným předpokladem pro dosažení největšího možného přínosu je však provedení správného výběru součástí. Proces výběru zjednoduší nástroje pro projektování, jako například softwarový nástroj LinSelect. V řídicí jednotce pohonu jsou pro zajištění rychlého uvedení do chodu integrovány aplikačně orientované funkce, takže stačí, aby je výrobci strojů parametrizovali. Za pomoci snímačů síly lze dosáhnout doplňkového řízení sil. 2. Elektrohydraulické lineární po hony Náročné aplikace s vysokými osovými silami lze ekonomicky realizovat za pomoci hydraulických servopohonů (Servo Hydraulic Actuators – SHA). Podobně jako je tomu u elektromechanických válců, také u pohonů SHA od společnosti Bosch Rexroth je použita stejná koncepce řízení a pohonu se servopohonem IndraDrive a servomotorem IndraDyn S. Toto široké a současně flexibilní portfolio nabízí uživatelům maximální síly do 2 600 kN, dráhy zdvihu do 1,8 m délky a rychlosti do 1,1 m/s. Dále jsou pohony SHA za určitých okolností vhodné také pro agresivní nebo výbušná prostředí. Na dolním konci rozsahu výkonu mohou být u aplikací, které se překrývají s válcem EMC, pohony SHA stále preferovaným řešením, a to zejména v případech se zvláštními požadavky na bezpečnost nebo životnost. Rozhodujícím faktorem z hlediska nákladů je, že systémy lze dodat připravené k montáži. Pohon SHA poskytuje konstruktérům strojů přesně vyladěný a vyzkoušený celek, od síťového zapojení po pístní tyč – včetně předem provedené parametrizace řídicí jednotky pohonu, firmwaru a technologických funkcí pro oddělení řízení síly a polohy. Integrované bezpečnostní funkce zvyšují kategorii funkční bezpečnosti. Za pomoci ventilové technologie jej lze při projektování s malým úsilím zvýšit až na úroveň maximálního výkonu. Typické oblasti aplikace jsou od lisovacích a dávkovacích systémů po obráběcí stroje, simulátory a zkušební stavy a také přepravní a manipulační řešení. Specifické silné stránky Silné stránky elektrohydraulických lineárních pohonů jsou v dodávání výkonu podle potřeby za pomoci hydrostatického převodu a také možnost přechodné akumulace a rekuperace energie v rámci systému řízení energie. Na rozdíl od mechanické převodovky lze měnit převodový poměr. Varianta pohonu SHA umožňuje do svého návrhu pružně integrovat jednotlivé moduly a využívat větší volnosti při vytváření řešení pro konkrétní zákazníky. Odlišení od konvenční hydrauliky Pohony SHA nabízejí uživatelům se základní znalostí hydrauliky příležitost pro elektrifikaci pohonů pro velká zatížení, rychlosti nebo zdvihy. Vzhledem k tomu, že servopohon s hydraulickým čerpadlem, hydraulický válec a také snímače a doplňkové pojistné ventily jsou spojeny do jediného samostatného uzavřeného systému, přechod ke konvenčnímu hydraulickému řešení v otevřeném systému může být po stránce celkových nákladů na vlastnictví ekonomičtější pro aplikace s více osami. Digitálně řízené hydraulické osy s integrovaným regulátorem jsou moderní aplikací pro otevřené systémy, které jsou způsobilé pro komunikaci multi-Ethernet. Pro všechny ostatní případy nabízejí pohony SHA zajímavou alternativu k tradiční hydraulice, jelikož poskytují značné možnosti zlepšení chování lineárního pohonu v uzavřených systémech. Světoví výrobci strojů pak ocení dostupnost servisu a podpory po celém světě, včetně údržby podle aktuálního stavu zařízení. Potenci ál napříč tec hnologiemi Pokud elektromechanické a elektrohydraulické lineární pohony mají stejnou technologii elektrického pohonu od napájecího zdroje po hřídel motoru, mohou například výrobci lisů vytvářet vysoce ekonomické hybridy nebo koncepce pohonu napříč systémy s větvením energie. Dobu potřebnou pro konstrukční práce lze zkrátit, pokud řídicí zařízení pohonů, řídicí součásti, software pro dané řízení a technický software jsou pro oba typy technologie jednotné. K zajištění vysoké kvality jednotlivých součástí systému napomáhá, pokud výrobce jakožto dodavatel systému vyrábí také samotnou technologii mechanického a hydrostatického převodu a celou konstrukční sadu doplní moderními snímači pro úkoly řízení a sledování. Otevřená roz hraní a poradenstv í Se softwarovým prostředím Open Core Engineering od společnosti Bosch Rexroth lze proces projektování pohonů a koncepcí energie dramaticky zkrátit, zejména projektováním podle modelu, simulací nebo virtuálním uvedením do chodu s hardwarem in the loop. V neposlední řadě může být při validaci a projektování v případě potřeby užitečná také podpora partnera pro řešení, například prostřednictvím poradenských služeb pro konkrétní aplikaci nebo nástroje pro rychlý výběr systému. Příklady od společnosti Bosch Rexroth pro tento účel jsou nástroje LinSelect pro kompletní systémy válců EMC/EMC- -HD, IndraSize pro dimenzování pohonů a SytronixSize pro dimenzování elektrohydraulických řešení. Optimalizovat účinnost na každé úrovni Samostatné elektromechanické a elektrohydraulické pohony pro lineární pohyby mohou pomoci konstruktérům strojů těžit z rychlého a efektivního zavedení vysoce ekonomických standardních i speciálních strojů. Každá technologická varianta nabízí stejnou koncepci elektrického pohonu, projektování a řízení, konstruktéři strojů jsou schopni digitalizovat lineární pohony nezávisle na technologii za pomoci uzavřených řídicích obvodů. Rozhraní, která byla předtím různorodá a patentovaná, lze nyní tímto způsobem standardizovat, přičemž se sníží počet kontaktních osob v projektu. Mezinárodně aktivní výrobci strojů také dospívají k oceňování dostupnosti servisu a podpory po celém světě, včetně údržby podle aktuálního stavu. www.boschrexroth.cz
