Actionarea Electromecanica

Capitolul 7

Actionarea electromecanica7.1 Module electrice rotative

Modulele rotative au posibilitatea de a efectua miscari de rotatie complete continue sau discontinue. Miscarea de rotatie este primita de la un motor electric (servomotor sau pas cu pas) si este transmita printr-o curea dintata 5 tensionata de o rola cu excentric la arborele de iesire 2 unde se va monta elementul la care este necesara miscarea de rotatie (Fig.7.1).

a)b)

Fig.7.1 Modul electric rotativ: a) vedere; b) sectiune: 1 capac; 2 arbore de iesire; 3 corp; 4 arbore de intrare; 5 curea dintata.Fig.7.2 Subansamblu modul electric rotativ.In Fig.7.2 Se prezinta un subansamblu cu modul electric rotativ 3 cu motorul electric de actionare si senzorii de pozitie 2 montati pe arborele de iesire 1.

Arborele de iesire este tubular, reglarea miscarii de rotatie este continua, iar greutatea maxima ce poate fi manipulata este de 15 kg.

Precizia de repetitie a miscarilor este de 0,03 mm.

Turatia la arborele de iesire este de max. 300 rpm, avand la intrare o turatie de 1,3-900 rpm, raportul de transmitere fiind obtinut prin rotile de curea dintata.

In Fig.7.3 se prezinta elementele de actionare al unui modul electric rotativ care pot fi un servomotor (1) sau un motor pas cu pas (2).

Fig.7.3 Elemente de actionare a unui modul electric rotativ: 1 servomotor; 2 motor pas cu pas.Modul de instalare al modulului electric rotativ este in functie de natura aplicatiei. Astfel in Fig.7.4 se arata cum se poate monta in capatul unui corp de rotatie sau in spatele unei placi al mesei rotative indexabile.a)b)

Fig.7.4 Montarea moduluilui electric la capatul elemente de executie (a) si la o masa rotativa indexabila (b).

Modul de montare al modulului electric rotativ la capatul unui element de executie este redat in Fig.7.5

Fig.7.5 Exemplu de utilizare a unui modul electric rotativ: 1 motor liniar; 2 ghidaj; 3 modul electric rotativ; 4 motor electric; 5 griper; 6 adaptor; 7 suport.

In Fig.7.6 se arata timpul de pozitionare t in functie de unghiul de rotatie al arborelui de iesire. - domeniul extins de utilizare;

-domeniul usual de utilizare;

- domeniu nerealizabil;

Fig.7.6 Variatia timpului de pozitionare in functie de unghiul de rotatie al arborelui de iesire.7.2 Module electrice liniar rotative

Modulele electrice liniar rotative executa pe langa miscarea de rotatie si o miscare liniara necesara in diverse aplicatii (Fig.7.7). Miscarea rotativa este transmita la un arbore tubular printr-o curea dintata de la un motor electric, iar miscarea liniara este generata de un cilindru pneumatic sau electric. Ambele miscari actioneaza o flansa de iesire pe care se monteaza elementele de manipulare. Cursa miscarii liniare este de max. 200 mm. Precizia de repetitie a miscarii rotative este de 0,030, iar viteza liniara maxima este de 10 m/s la utilizarea cilindrilor pneumatici si de 0,5 m/s in cazul cilindrilor electrici pentru miscarea liniara.a)1 flansa; 2 suport; 3 curea dintata; 4 suport pentru cilindru pneumtaic; 5 arbore de iesire.

b)

Fig.7.7 Modul electric liniar rotativ: a) vedere; b) sectiune.In Fig.7.8 se prezinta un subansamblu de modul liniar rotativ in care se observa elementele principale. Miscarea de rotatie este generata de motorul electric 8 care este transmisa la arborele de iesire 2. Cilindrul electric 1 asigura miscarea liniara transmita tot la arborele de iesire 2. Aceste doua miscari sunt transmise in final la flansa 1 (Fig.7.7) pe care se monteaza elementele instalatiei ce indeplinesc diverse sarcini.

Fig.7.8 Subansamblu modul liniar rotativ: 1 cilindru electric; 2 arbore de iesire; 3 amortizor de soc; 4 suport de amortizor de soc; 5 suport senzor; 6 senzor de proximitate; 7 suport cilindru electric; 8 motor electric.

In Fig.7.9 se arata variatia vitezei liniare v a arborelui de iesire in functie de greutatea maxima m ce este manipulata.

Variatia vitezei liniare depende si de marimea modulului rotativ si de existenta sau lipsa amortizoarelor de soc.

Fig.7.9 Dependenta vitezei liniare a arborelui de iesire de greutatea deplasata.7.3 Cilindru electric cu surub conducator

Cilindrul electric cu surub conducator este un element de executie liniar cu piston si tija. Miscarea este generata de un motor electric care antreneaza un surub conducator (cu filet sau cu bile), ce transforma apoi miscarea de rotatie in miscare de translatie prin intermediul unei piulite solidara cu tija pitonul. Cilindrul electric cu surub conducator cu filet este cu autofranare si se foloseste la aplicatii cu viteze de avans mici (Fig.7.10).

Cursa de lucru este cuprinsa intre 1-800 mm, iar pasul surubului conducator fiind intre 1,5 si 20 mm, la diametre de 9 -20 mm. Viteza de deplasare liniara este cuprinsa intre 0,06 si 1,0 m/s la o viteza de rotatie a surubului conducator de 2,4 3000 rpm. Precizia de repetitie a miscarii fiind intre limitele de 0,07 si 0,02 mm.

a)

b)

c)

Fig.7.10 Cilindru electric cu surub conducator: a) simbolizare; b) vedere cu montare axiala si paralela a motorului; c) sectiune: 1 capac; 2 corp; 3 tija piston; 4 surub conducator; 5 piulita; 6 capac spate.Motorul electric de antrenare in miscare de rotatie poate fi un servomotor, un motor pas cu pas sau o unitate speciala MTR-DCI (Fig.7.11).

Fig.7.11 Motoare electrice de entrenare a cilinrului electric: 1 motor MTR-DCI; 2 - servomotor; 3 motor pas cu pas.In Fig.7.12 se arata sageata de incovoiere f a tijei pistonului in functie de cursa de lucru l si de forta laterala F aplicata cu valori intre 0 si 45 N.

a)b)

Fig.7.12 Influenta fortei laterale F asupra sagetii de incovoiere f: a) schema; b) grafic.

In Fig.7.13 a se arata influenta vitezei liniara v asupra fortei de avans F, iar in Fig.7.13 b se arata legatura dintre viteza de deplasare liniara v si viteza de rotatie n a surubului conducator.

a) p= 1,5 mm

p = 2,5 mm

p = 4 mm (p = pasul surubului conducator)

b)

Fig.7.13 Influenta vitezei liniare asupra fortei de avans (a) si asupra viteziei de rotatie a surubului conducator (b).7.4 Minisanii actionate electric

Minisaniile actionate electric se folosesc atat pentru deplasari in plan orizontal cat si in plan vertical la aplicatii de manipulare si asamblare.

In functie de marimea lor pot avea curse de lucru cuprinse intre 50 si 300 mm, viteza de deplasare liniara de 0,5 la 1,3 m/s, la un pas al surubului conducator de 3 -20 mm si o precizie de repetitie a miscarii de 0,015 mm.Miscarea de rotatie a surubului conducator 4 este transformata de piulita 5 in miscare liniara transmisa apoi saniei ce se deplaseaza pe un ghidaj cu bile. Greutatea maxima ce poate fi deplasata este de 14 kg.a)

b)1 placa legatura; 2 sina ghidaj; 3 corp; 4 surub conducator; 5 piulita; 6 capac.

c)

Fig.7.14 Minisanie electrica: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune.

Motoarele electrice de actionare pot fi montate axial sau paralel (Fig.7.15)

Fig.7.15 Montarea motoareleor electrice axial (a) sau paralel (b).In unele aplicatii se pot folosi mai multe minisanii montate ca in Fig.7.16 pentru deplasari in plan orizontal sau vertical pe mai multe axe.a)b)

Fig.7.16 Montarea minisaniilor deasupra (a) sau frontal (b) pentru deplasari in mai multe axe si plane: 1 elemental de baza; 2 element auxiliar.In Fig.7.17 se prezinta o aplicatie cu minisanii actionata electric montate frontal pentru a putea avea miscari in do aplane si doua directii.

Fig.7.17 Aplicatie cu doua minisanii: 1 minisanie; 2 griper; 3 placa intermediara; 4 stativ; 5 motor electric; 6 minisanie.

7.5 Axa motoare cu surub actionata electric

In Fig.7.18 este prezentata o axa motoare actionata electric cu motor pas cu pas sau servomotor. Miscarea de rotatie a surubului conducator 3 se transmite prin intermediul unei piulite la sania 2 pe care se aseaza obiectul ce trebuie deplasat. Cursa de lucru este in functie de marimea lor fiind cuprinsa intre 50 si 3000 mm, cu o viteza liniara de deplasare de 0,5 2 m/s, avand o precizie de repetitie de 0,02 mm. Viteza de rotatie a motorului electric este de max. 3000 rpm, ceea ce permite o acceleratie de 15 m/s2. Pasul surubului conducator este cuprins intre 10 si 40 mm. Atat surubul conducator cat si sania utilizeaza lagare cu bile recirculabile care asigura o deplasare precisa si la distante mici de deplasare.

a)

b)

1 capac; 2 sanie; 3 surub conducator; 4 corp; 5 banda protectie; 6 sina de ghidare.

c)

Fig.7.18 Axa motoare actionata electric: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune.

In Fig.7.19 se arata dependenta dintre masa m deplasata si acceleratia vitezei liniare a, iar in Fig.7.20 se prezinta exemple de utilizare a axelor motoare cu surub actionate electric.

montare orizontala montare verticala Fig.7.19 Dependenta acceleratiei miscarii liniare de masa deplasata.

a) b)

c)

Fig.7.20 Exemple de utilizare a axelor motoare cu surub: a) la reglarea conveioarelor de sortare; b) tairea formatelor de hartie sau textile; c) la operatii de asamblare: 1 axe moteare; 2 axe de ghidare; 3 elemente de actionare; 4 motor electric; 5 griper; 6 adaptor; 7 componente de instalare.

7.6 Axa motoare cu curea dintata actionata electric

Axa motoare cu curea dintata actionata electric (Fig.7.21), primeste miscarea de rotatie de la un motor electric la unul din partile extreme si apoi este tramsmisa printr-o curea dintata 3 la sania 4 ce se deplaseaza pe un ghidaj cu bile recirculabile si efectueaza deplasarea obiectelor. Cursa de lucru este cuprinsa intre 50 si 8500 mm, viteza de deplasare liniara este de 3-5 m/s, cu o precizie de repetitie de 0,08 mm. Greutatea deplasata poate ajunge la 7,5 kg cu o acceleratie de 50 m/s2.a)

b)

1 carcasa rola; 2 sina ghidare; 3 curea dintata; 4 sanie; 5 corp; 6 roata dintata pentru curea.

c)

Fig.7.21 Axa motoare cu curea dintata actionata electric: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune.

a)montare orizontalamontare verticala

b)

Fig.7.22 a) Montarea motoarelor electrice; b) dependenta acceleratiei miscarii liniare a saniei de masa deplasata.

In fig.7.23 se arata dependenta dintre forta F ce actioneaza asupra saniei si lungimea l deschiderii cursei de deplasare in cazul aplicarii fortei in plan vertical sau orizontal, fara suport central.1)2)

3)

Fig.7.23 Dependenta fortei F a sarcinii deplasate de sanie di lungimea deschiderii l a cursei: 1) sarcina verticala; 2 sarcina orizontala; 3) graficul.

In fig.7.24 se prezinta o axa motoare liniara la care motorul electric se monteaza in acelasi plan cu sania de deplasare a obiectelor, iar in Fig.7.25 se arata un exemplu de utilizare a axei motoare cu curea dintata actionata electric.

Fig.7.24 Axa motoare cu montajul motorului in acelasi plan cu sania.

Fig.7.25 Exemplu de utilizare a axei motoare cu curea dintata actionata electric; 1 axa moteare; 2 axe de ghidare pasive; 3 elemente de actionare; 4 motoare electrice; 5 gripere; 6 - adaptor; 7 componente de instalare.

Pentru cresterea sarcinii deplasate axele motoare au sania ghidata pe role (Fig.7.26). In acest caz greutatea deplasata ajunge la 60 kg la o cursa de lucru de pana la 5000 mm. Viteza de deplasare liniara este de 10 m/s iar precizia de repetitie este de 0,1 mm.a)b)

Fig.7.26 Axa motoare actionata electri cu sanie ghidata pe role; 1 carcasa rola curea dintata; 2 curea dintata; 3 element de fixare; 4 corp; 5 sanie; 6 corp montare motor electric.7.7 Axa motoare cu curea dintata actionata electric in consola

In Fig.7.27 se prezinta o axa motoare cu curea dintata actionata electric in consola. Cursa maxima de deplasare este de 1000 mm, iar greutatea maxima ce poate fi manipulata este de 27 kg la o viteza de deplasare maxima de 3 m/s.Precizia de repetitie este de 0,05 mm. La varianta cu montarea motorului perpendicular pe sanie viteza de rotatie a motorului de entrenare este de 2500 rpm, iar la varianta paralela este de 7500 rpm datorita multiplicarii la angrenajul cu roata conica.a)b)

c)

Fig.7.27 Axa motoare cu curea dintata actionata electric in consola: a) simbolizare; b) vedere cu prinderea motorului perpendicular sau paralel cu sania deplasabila; c) sectiune; 1 cap motor; 2 carcasa; 3 placa montare elemente deplasabile; 4 corp sanie; 5 ghidaj cu bile recirculabile.

In Fig.7.28 se prezinta dependenta sagetii f de incovoiere a saniei in functie de lungimea bratului in consola L si de sarcina efectiva m.

a)b)

Fig.7.28 Dependenta sagetii de incovoiere f de lungimea bratuliui in consola L si sarcina efectiva m.In fig.7.29 se arata un exemplu de utilizare a axei motoare cu curea dintata actionata electric.

Fig.7.29 Exemplu de utilizare a axei motoare cu curea dintata actionata electric: 1 axa motoare; 2 axe de ghidare pasive; 3 unitate de actionare; 4 motor electric; 5 griper; 6 adaptor; 7 componente de instalare.

7.8 Axa motoare cu surub conducator actionata electric in consola

Aceste axe motoare cu surub conducator actionate electric in consola se folosesc pentru deplasari de marime mai mica decat cele cu curea dintata. Cursa de lucru este de maximum 300 mm la o viteza liniara de deplasare de maximum 1,0 m/s. Turatia maxima a motorului electric de actionare este de 3000 rpm.

a)

b)c)

Fig.7.30 Axa motoare cu surub conducator in consola: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune: 1 corp; 2 ghidaj; 3 aparatoare; 4 surub cu bile; 5 rulment cu bile; 6 placa de capat.In Fig.7.31 se arata dependenta sagetii f la incovoiere in functie de forta Fz aplicata si de lungimea l in consola.

a)

b)

Fig.7.31 Dependenta sagetii f de incovoiere de forta aplicata si de lungimea bratuluii in consola: a) schita; b) grafic.Fig.7.32 Dependenta timpului de pozitionare t de lungimea in consola l si de sarcina efectiva m.

In Fig.7.32 se arata dependenta timpului de pozitionare t in functie de cursa de deplasare l si de sarcina m.

In Fig.7.32 se prezinta o aplicatie a utilizarii axei motoare cu surub conducator si actionare electrica in consola.

Fig.7.32 Exemplu de aplicare a axei motoare cu surub conducator si actionare electrica in consola: 1 - axa moteare; 2 axe de ghidare; 3 element de actionare; 4 motor electric; 5 griper; 6 adaptor; 7 componente de instalare.

7.9 Axa motoare cu curea dintata cu doua axe de ghidare

O alta varianta de axa motoare cu curea dintata este prezentata in Fig.7.33. Aceasta varianta se foloseste la aplicatii pick and place pentru deplasarea pieselor de pana la 15 kg, la pozitionari si manipulari cu forte mici, la actionarea usilor de protectie a masinilor unelte. Cursa de lucru liniara este cuprinsa intre 50 si 1500 mm la viteze liniare de maximum 3 m/s, si o precizie de reperitie de 0,1 mm.a)

b)c)

Fig.7.33 Axa motoare cu curea dintata cu doua axe de ghidare actionata electric: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune: 1 - lagar de capat; 2 tija de ghidare; 3 sanie; 4 curea dintata; 5 roata de accionare a curelei dintate.

a)

b)

c)

Fig.7.34 Axa motoare actionata electric cu curea dintata cu doua sanii: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune: 1 suport; 2 tija ghidare; 3 sanie; 4 sistem de fixare a curelei dintate; 5 curea dintata; 6 roata dintata de entrenare a curelei.

In Fig.7.34 se prezinta o varianta de axa motoare actionata electric cu curea dintata cu doua sanii opuse. Aceasta varianta se utilizeaza la operatii de sortare, separare, imprastiere, deschidere si inchidere de usi, operatii de apucare cu sarcini reduse, pozitionari si manipulari cu forte mici, operatii de centrare si aliniere. Cursa de lucru pentru o sanie este cuprinsa intre 50 si 1200 mm. Pentru rigidizare, la mijloc se poata monta un suport suplimentar.

In unele montaje este necesar sa se combine axele motoare cu axe pasive care au rolul de a sustine greutatea pieselor in deplasarea lor pe axele moteare si a creste rigiditatea instalatiei (Fig.7.35). O aplicatie cu axe liniare motoare si pasive este prezentata in Fig.7.36.

a)b)

Fig.7.35 Axa liniara pasiva; a) vedere; b) sectiune: 1 lagar de capat; 2 tije ghidare; 3 sanie.

Fig.7.36 Exemplu de utilizare a axelor moteare in combinatie cu axele pasive: 1 axa moteare; 2 axa pasiva; 3 element de actionare; 4 motor electric; 5 griper; 6 adaptor.7.10 Cilindru de cursa scurta cu motor electric liniar

Cilindrul de cursa scurta cu motor liniar integrat este destinat pentru miscari dinamice intre doua pozitii de capat (Fig.7.37). Un ciclu de avans si retragere pe o distanta de 15 mm poate fi realizat in 64 ms. Domeniul de aplicare este in realizarea miscarilor precise intre doua pozitii definite la eliminarea pieselor defecte de pe benzile tramsportoare, comutarea placilor deflectoare, blocarea miscarilor, aplicarea etichetelor, etc.

Cursa de lucru este cuprinsa intre 15 si 45 mm, iar cursa minima este de 7,5 mm si 22,5 mm, in functie de marimea cilindrului. La capat de cursa se face o amortizare pe lungimea de 0,8-1,3 mm.Viteza liniara maxima este de 1,9-1,6 m/s, iar precizia de repetitie este de 0,1 mm. Greutatea maxima ce poate fi deplasata este de 500 g.a)

b)

c)

Fig.7.37 Cilindru de cursa scurta cu motor electric liniar integrat: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune: 1 tija piston; 2 capac; 3 corp; 4 aparatoare.Cilindrul de cursa scurta cu motor electric liniar se monteaza impreuna cu un aparat de comanda cu care formeaza o unitate (Fig.7.38).

Fig.7.38 Modul de montare a cilindrului de cursa scurta cu motor electric liniar integrat: 1-14 elemente de legatura; 15 aparat de comanda; 16-18 cabluri de conectare.

In memoria aparatului de comanda sunt stocate 4 tipuri de miscari (Fig.7.39). avansretragereavans urmat de retragereretragere urmata de avans

Fig.7.39 Tipuri de miscari executate de cilindrul de cursa scurta.In Fig.7.40 se prezinta timpul de pozitionare t a tijei pistonului in functie de tipul de miscare selectat si de masa deplasata m.

pentru curse de 15-35 mmpentru curse de 20-45 mm

a)

pentru curse de 15-35 mmpentru curse de 20-45 mm

b)

Fig.7.40 Dependenta timpului de pozitionare t al tijei pistonului de masa deplasata in functie de ciclul de lucru selectat: (a) avans sau retragere, (b) avans si retragere.7.11 Cilindru electric cu motor liniar

Cilindrul electric cu motor liniar este format dintr-un motor electric liniar cu segmenti magnetici permanenti, un traductor de pozitie incremental fara contact integrat, comutatori de referinta si ghidaje pe bucsi de alunecare (Fig.7.41). Poate atinge acceleratii de pana la 125 m/s2.

Se utilizeaza la plasarea sau extragerea pieselor mici din magazine de piese, sortarea rapida a pieselor, la procese de asamblare si montaj. Cursa de lucru este de 100-400 mm.

Fig.7.41 Cilindru electric : 1 tija piston; 2 capac; 3 disc filtru; 4 distantier; 5 corp cilindru; 6 interfata electrica rotativa; 7 capac spate.Masa ce poate fi deplasata este de maximum 6 kg la montaj orizontal cu ghidare externa si 3 kg la montare verticala, cu o viteza liniara de 2-3 m/s si o precizie de repetitie de 0,02 mm.La capat de cursa se face o amortizare a vitezei de deplasare pe o lungime de 2-3 mm.Cilindrul electric cu motor liniar nu este recomandat in aplicatii in apropiere de camp magnetic sau cu sudura (Fig.7.42).

a)b)

Fig.7.42 Domenii unde nu se recomanda utilizarea cilindrilor electrici: a) in zone cu camp magnetic; b) in zone cu sudura.

Cilindrul electric poate fi dotat cu un sistem de blocare pneumatic ce permite oprirea deplasarii tijei in orice pozitie cu exceptia pozitiilor de capat (Fig.7.43). Este util si in cazul caderii de presiune sau curent cand se mentine blocarea tijei in pozitie pana la reglarea manuala.Fig.7.43 Cilindru electric cu blocare a pozitiei tijei.

In Fig.7.44a se prezinta dependenta sagetii de incovoiere f de forta aplicata la capatul tijei si de lungimea in consola l, iar in Fig.7.44b se arata variataia timpului de pozitionare t in functie de masa m deplasata si de lungimea cursei l.

pentru l = 100 mm

pentru l = 200mm

pentru l = 320 mm

a) pentru 0,2 kg

pentru 0,8 kg

pentru 1,5 kg

pentru 2 kg

b)

Fig.7.44 a) Dependenta sagetii de incovoiere f de forta aplicata F si lungimea cursei l; b) Variatia timpului de pozitionare t de masa m deplasata si de lungimea l a cursei.

Fig.7.45 Modul de amplasare a cilindrului pneumatic in instalatiile automatatizate de asamblare.In Fig.7.45 se arata modul de montare a cilindrului electric cu aparatul de comanda si legaturile cu instalatia unde se utilizeaza.

7.12 Modul liniar actionat electric

Modulul liniar actionat electric este format dintr-un stator si o sanie (sau mai multe) ce se deplaseaza pe ghidaje cu perna de aer, avand ca element de actionare un motor electric liniar integrat. Un traductor de pozitionare este integrat si trimite semnale la aparatul de comanda cu care modulul formeaza o unitate. Toate aceste elemente formeaza un circuit inchis ce permite motorului sa fie reglat la valori specifice ale vitezei de deplasare a saniei, si pozitionari precise in cadrul domeniului de utilizare.

Printre avantajele acestui modul electric se pot enumera: pozitionare foarte precisa datorita unei bune liniaritati de deplasare pe perna de aer, frana magnetica integrata cu pretensionarea magnetica a lagarului cu perna de aer, posibile miscari sincrone (inclusiv opuse) ale saniilor, lipsa frecarii pe ghidaje, functionare fara uzura, insensibile la mediu murdar datorita lagarului pe perna de aer.

Cursa de lucru poate ajunge la 5750 mm la o viteza liniara de pana la 4 m/s, si o precizie de repetitie de 0,01 mma)

b)c)

Fig.7.46 Modul liniar actionat electric: a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune: 1 stator; 2 sanie.

In Fig.7.47 se prezinta elementele principale componente ale modulului liniar impreuna cu legaturile de alimentare pneumatica si electrica.

Fig.7.47 Elementele principale ale modulului liniar electric: 1 alezaje filetate pentru monatrea suprtilor de piese; 2 sanie; 3 racord de alimentare cu aer comprimat; 4 stator; 5 opritor cu amortizor de soc; 6 traductor de pozitionare integrat; 7 senzor; 8 interfata electrica rotativa in pasi de 900; 9 alezaje filetate pentru atasarea elementelor de fixare in zona de lucru. In Fig.7.48a se prezinta dependenta fortei de avans F de viteza de deplasare v si de intensitatea curentului electric I, iat in Fig.7.48 b se arata un mod de montare a modulului liniar prin intermediul altui modul liniar actionat pneumatic pentru a-l proteja de supraincalzire. viteza v

intensitatea curentului electric I

a)b)

Fig.7.48 a) Dependenta fortei de avans f de viteza de deplasare v si de intensitatea curentului electric I; b) Varianta de monatare a modululuii liniar actionat electric: 1 modul electric liniar; 2 modul liniar pneumatic; 3 surub de reglare; 4 suport.

Pentru pozitionarea unor sarcini mici ca de exemplu: plasarea si extragerea dintr-un magazin a pieselor mici, sortarea rapida a pieselor, procese de asamblare, etc., se poate utiliza cilindrul de ghidare electric (Fig.7.49). El se compune dintr-un motor liniar cu pozitionare libera, un traductor de pozitionare integrat cu banda magnetica si un contact de referinta. Cursa de lucru este cuprinsa intre limitele 100 - 400 mm cu o viteza liniara maxima de 2-3 m/s, cu o precizie de repetitie de 0,015 mm si o limita de amortizare la capat de cursa de 1,5 -2 mm. Greutatea maxima ce poate fi deplasata este de 6 kg.a)b)c)

Fig.7.49 Cilindru de ghidare electric; a) simbolizare; b) vedere; c) sectiune: 1 placa legatura; 2 corp; 3 tija ghidare; 4 tub de racire; 5 tija piston.Acest element de actionare lucreaza impreuna cu o unitate de comanda (Fig.7.50).

Fig.7.50 Unitate de lucru: cilindru de ghidare electric , unitate de comanda, cabluri de conectare.

7.13 Exemple de aplicare a actionarilor electromecanice

7.13.1 Masina de amfrenat tevi

Tevile de diferite lungimi sunt cerute deseori cu margini samfrenate. Unitatea de lucru poate fi adaptata pentru diferite lungimi de tevi. In Fig.7.51 este un exemplu de masina de samfrenat tevi cu alimentare automata. Piesele sunt stocate in magazinul 7 si sunt evacuate intr-un alt magazin de stocare 4 dupa prelucrare. Masina unealta este alimentata de bratul 9, iar teava este fixata de cilindri pneumatici 1. Capul de samfrenare 12 este actionat de motorul electric 13 si se deplaseaza in directia longitudinala catre piesa actionat de unitatea liniara 6. La capatul cursei este un amortizor hidraulic 16 si un opritor fix 15.

Fig.7.51 Masina de samfrenat tevi.

1 cilindrii de fixare; 2 batiu; 3 piese prelucrate; 4 conveior de iesire; 5 distribuidor; 6 - unitate liniara; 7 conveior; 8 cilindru pneumatic; 9 brat de alimentare; 10 actionare rotativa; 11 ejector; 12 cap de samfrenare; 13 - motor electric; 14 sanie mobila; 15 opritor; 16 amortizor hidraulic.

7.13.2 Alimentarea unei masini cu piese de tip placa din stiva

In Fig.7.52 se arata un exemplu de alimentare automata a unei masini cu piese de tip placa (de lemn sau de metal) direct din stiva. Bratul rotativ 5 este dotat cu doua zone prevazute cu ventuze 1 ce permit preluarea si eliberarea placii in acelasi timp, economisind timp tehnologic in acest mod. Placile sunt asezate in stiva pe o plaforma 10 ce se ridica dupa fiecare preluare a unei placi pentru a mentine inaltimea fata de ventuze constanta. Un dezavantaj al acestei solutii este faptul ca masina unealta nu este alimentata in timpul reincarcarii platformei cu piese dupa golire. Daca acest lucru nu este acceptabil se poate utiliza o solutie cu doua platforme de alimentare.

Fig.7.52 Alimentator rotativ pentru piese de tip placa.

1 ventuza; 2 banda transportoare; 3 masina unealta; 4 brat rotativ; 5 mecanism de actionare rotativ; 6 actionare pe verticala; 7 unitate electromecanica de radicare; 8 stiva de placi; 9 ghidaj liniar; 10 platforma de radicare.

7.13.3 Dispozitiv de manipulare pneumatic pick-and-placeAceste dispozitive se folosesc la manipularea pieselor mici la operatii de asamblare, testare si ambalare. Ele sunt capabile in general sa abordeze un numar limitat de pozitionari in doua axe sau mai rar in trei axe. Solutia de Fig.7.53a, foloseste o unitate rotativ liniara 5 ce poate transforma miscarea circulara in miscare liniara prin intermediul mecanismului pinion 8 cremaliara 3, realizandu-se astfel o miscare ciclica dreptunghiulara. Ansamblul este relativ simplu si se realizeaza cu numai cateva elemente.

In Fig.7.53b sunt legate 3 unitati liniare prin tije de un griper pentru a produce o jumatate de hexapod. La aceste montaje griperul este capabil sa fie deplasat in 23 = 8 pozitii, iar daca se utilizeaza unitati liniare actionate electric sau servopneumatic numarul pozitiilor este nelimitat.

Fig.7.53 Unitate pick-and-place: a) unitate cu doua axe de deplasare; b) dispozitiv cu trei axe de deplasare montate in hexapod.

1 tija de ghidare; 2 bloc de ghidare; 3 tija tubulara cu cremaliera; 4 ventuza; 5 unitate rotativ/liniara; 6 - piesa de strangere; 7 cilindru fara tija sau axe de pozitionare; 8 pinion.

7.13.4 Instalatie automata de montaj

In Fig.7.54 este prezentat un exemplu de instalatie de montare a unor dornuri (stifturi) in alezaje practicate anterior la alta masina. Piesa 11 pe care se va monta dornul sau stiftul se deplaseaza pe o banda de transfer 6 in mod intermitent oprindu-se in dreptul unitatii liniare 7, prevazuta cu griperul 10 si minisania verticala 9. Stifturile sosesc montate pe un suport magazin 2 si sunt luate unul cate unul mai intai pe randuri dupa care pe latime. Conveiorul 13 avanseaza suportul magazin pana aduce randul urmator in pozitia in care poate fi preluat de griperul 10. Miscarea de avans a magazinului 2 pentru a aduce un nou set de dornuri pentru montaj se face de catre unitatea rotativa 4 si rotii libere 5. Toate miscarile sunt secventionale si opririle in pozitiile indexate se fac cu stopere pentru precizia indexarii repetitive.

Fig.7.54 Instalatie de montaj a stifturilor.

1 stift pentru montare; 2 magazin; 3 placuta de deplasare; 4 actionare semirotativa; 5 roata libera; 6 sistem de transfer; 7 unitate liniara cu pozitionare intermediara; 8 suport; 9 minisanie verticala; 10 griper; 11 piesa unde se monteaza stiftul; 12 iesirea magazinelor golite; 13 lant conveior.

Secvente functionale

Secvente functionale

Secvente functionale

PAGE 27