并非只有通過巨大變革才能在自動化生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。很多工程師已逐漸意識到到機(jī)電一體化組件的潛力,并將其有效用于設(shè)計中。
這其中也包括旋轉(zhuǎn)移動領(lǐng)域的機(jī)電一體化。這正是抓取系統(tǒng)與夾持技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者雄克擴(kuò)展其電動旋轉(zhuǎn)模塊標(biāo)準(zhǔn)組件系列的原因所在。
雄克擁有全球最廣泛的機(jī)電一體化模塊系列,包括 300 多種標(biāo)準(zhǔn)組件,無論是應(yīng)用于高動態(tài)的電子元件裝配、可自由定位的旋轉(zhuǎn)分度臺還是重載應(yīng)用的強(qiáng)大旋轉(zhuǎn)單元,均可提供規(guī)格適用的機(jī)電一體化旋轉(zhuǎn)模塊。
對于電子、消費(fèi)品和制藥行業(yè)的裝配應(yīng)用,雄克開發(fā)了可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的 ERD 微型模塊,采用力矩電機(jī)驅(qū)動。該模塊標(biāo)配兩個集成氣路通道,還可選配 4 個電路通道以及獲得 SIL2 認(rèn)證的絕對位置測量系統(tǒng)。雄克 ERD 模塊有三種規(guī)格,對應(yīng)的額定轉(zhuǎn)矩分別為 0.4 Nm、0.8 Nm 和 1.2 Nm,可構(gòu)建高轉(zhuǎn)矩、高速度,節(jié)省空間的同時又滿足機(jī)器指令嚴(yán)格要求的裝配系統(tǒng)。此旋轉(zhuǎn)模塊由永磁無刷同步電機(jī)驅(qū)動。特殊的幾何形狀確保了優(yōu)異的動態(tài)性能和較高的加速度。此外,由于氣路通道已經(jīng)過優(yōu)化,與該模塊相連的氣動執(zhí)行器執(zhí)行速度得以提高。上述兩方面因素相結(jié)合,縮短了節(jié)拍時間并提高生產(chǎn)率。若選配絕對位置測量系統(tǒng),則在啟動過程中及緊急停機(jī)后,無需再完成耗時的參考運(yùn)行;還會提高重復(fù)精度,達(dá)到指定值 0.01 mm。雄克的這款模塊支持各種極對數(shù)的電機(jī)驅(qū)動,即使在低速運(yùn)行時也能確保生成高達(dá) 1.2 Nm 的額定轉(zhuǎn)矩。此模塊可使用博世力士樂 IndraDrive CS 驅(qū)動控制器等進(jìn)行控制。
借助雄克 ERD 等機(jī)電一體化旋轉(zhuǎn)模塊,構(gòu)建緊湊型搬運(yùn)系統(tǒng)。
盡量減少外形干涉
雄克的另一款多功能 ERS 旋轉(zhuǎn)模塊專門面向中等負(fù)載應(yīng)用而開發(fā)。規(guī)格 170 的模塊的高度僅為 66 mm。額定轉(zhuǎn)矩為 5 Nm,最大轉(zhuǎn)矩為 17 Nm。在裝配應(yīng)用中,該模塊可用作旋轉(zhuǎn)模塊,也可用作小型旋轉(zhuǎn)分度臺。其核心組件為空心軸力矩電機(jī),十分輕便又緊湊,且運(yùn)行時完全無磨損。該模塊可在 250 rpm 的速度連續(xù)旋轉(zhuǎn)下,以 0.01° 的重復(fù)精度接近任意中間位置。與采用傳統(tǒng)伺服電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)模塊不同,ERS 無額外的外形干涉,還可消除由間隙及摩擦引起的彈性問題。
模塊堅(jiān)固耐用,具有高加速度、高轉(zhuǎn)速以及高精度??杉煽蛇x氣動制動器,確保對單一位置進(jìn)行可靠夾持。中心孔較大,便于線纜及工件穿過,或安裝攝像頭。但其特性遠(yuǎn)不止這些:為在不使用軟管和線纜的情況下傳輸壓縮空氣和信號,此緊湊型模塊還有帶氣/電路通道的型號,集電環(huán)或通風(fēng)管道可傳輸達(dá) 8 個電氣信號 (24 V DC/2 A) 以及一個壓力達(dá) 8 bar 的流體信號。雄克 ERS 模塊有三種規(guī)格,外徑尺寸從 135 至 210 mm。配有旋轉(zhuǎn)通路的型號有兩種規(guī)格,外徑尺寸分別為 170 mm 和 210 mm??赏ㄟ^雄克 ECM 運(yùn)動控制器(48 V 型號)或博世或西門子等標(biāo)準(zhǔn)控制器(560 V 型號)進(jìn)行控制。
機(jī)電一體化雄克 ERS 旋轉(zhuǎn)模塊可實(shí)現(xiàn)密閉空間中的各種應(yīng)用。如果需要,還可提供防塵和防濺型號 (IP54) 以及配有電氣通路的型號。
任意選擇電機(jī)
對于重載,雄克電動型 ERM 旋轉(zhuǎn)模塊有巨大優(yōu)勢。該模塊將高轉(zhuǎn)矩與高精度的特性集于一身,非常適合重載可變和精確定位應(yīng)用,如自動化生產(chǎn)中的工件旋轉(zhuǎn)與重新定位。ERM 調(diào)試簡便,其在工程設(shè)計中支持快速、精準(zhǔn)地對公差進(jìn)行微調(diào),這是氣動模塊所不能實(shí)現(xiàn)的。此外,在啟動及維護(hù)過程中可降低模塊運(yùn)行速度,這不但可以預(yù)防設(shè)備受損,還能極大縮短設(shè)備初始時間。
ERM 模塊采用自適應(yīng)性設(shè)計,支持所有標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)伺服電機(jī)。裝配適合的電機(jī)后,系統(tǒng)控制器與編程、安全或現(xiàn)場總線相關(guān)的屬性可直接傳輸?shù)侥K中??上鄬θ菀椎馗鶕?jù)歐洲、美國和亞洲不同的區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。此外,輔助變速箱可旋轉(zhuǎn) 4x90°,支持對旋轉(zhuǎn)模塊和驅(qū)動單元的外形干涉進(jìn)行最優(yōu)調(diào)整,配合龍門使用。標(biāo)準(zhǔn)中心孔直徑為 22 mm,八個氣路通道為旋轉(zhuǎn)軸下端的氣動單元供氣。以規(guī)格為 160 的模塊為例,最大輸出扭矩為 75 Nm,最大驅(qū)動扭矩為 2 Nm。
外形緊湊,動力強(qiáng)勁
雄克 PR 2、PDU 2 和 PSM 2,三款緊湊、智能的高性能旋轉(zhuǎn)模塊,將電子控制和電源組件完全集成在內(nèi)部,無需外部控制器,最大程度地減少接線數(shù)量并降低發(fā)生故障的可能性。可通過 Profibus(高達(dá) 12 Mbit/s)或 CAN 總線(高達(dá) 1 Mbit/s)進(jìn)行控制。模塊配有 USB 設(shè)備端口,用于在 PC 上使用雄克運(yùn)動工具進(jìn)行調(diào)試及參數(shù)化。通過旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)可方便地進(jìn)行手動尋址。模塊的初始移動可使用 DIP 開關(guān)以手動方式實(shí)現(xiàn)。模塊狀態(tài)通過 LED 指示燈指示。由于采用諧波傳動齒輪,設(shè)計為旋轉(zhuǎn)模塊的 PR 2 和設(shè)計為線性軸模塊的 PDU 2 可根據(jù)相應(yīng)規(guī)格輸出非常高的轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩范圍為 16 Nm 至 184 Nm。直線驅(qū)動 PSM 2 非常適用于小負(fù)載的快速移動。此款模塊外形緊湊,在轉(zhuǎn)矩為 1.8 Nm 時,轉(zhuǎn)速可達(dá) 4,320 rpm。對于這三款模塊,可分別進(jìn)行位置、速度和轉(zhuǎn)矩控制。增量編碼器可確保較高的定位精度及重復(fù)精度。集成制動器可實(shí)現(xiàn)對單一位置的可靠夾持。
雄克智能 PR 2、PDU 2 和(圖中所示的)PSM 2 高性能旋轉(zhuǎn)模塊外形緊湊,輸出功率大。這些模塊完全集成了電子控制和電源組件。