Şimdiye kadar, metal ve plastik işleme endüstrilerindeki kullanıcılar genellikle zor bir seçimle karşı karşıya kaldılar: CNC torna tezgahları ve freze makinelerinde, ya mümkün olan en büyük sapma ya da büyük hacimler, yani yüksek miktarlar tercih edildi. Hollanda’dan gelen yenilikçi bir çözüm, otomasyon eşiğini hem mümkün kılıyor hem de aynı anda düşürüyor. Servo kontrollü kavrayıcı çenelerde, Fauin Faulhaber entegre Hız Kontrollü fırçasız DC servo motorları gerekli hassasiyeti ve güvenilirliği sağlıyor. 

Hollandalı BMO Automation şirketi, 2008 yılında CNC torna ve freze tezgahlarını çok daha etkin bir şekilde yükleyebilmek vizyonuyla yola çıktı. Ağırlıklı olarak metal ve plastik işleme endüstrilerinki müşteriler, yüksek kaliteli, kullanıcı dostu ve esnek otomasyon çözümleri ile karakterize edilen işleme endüstrisi için modüler komple çözümlerden yararlanabiliyorlar. Faulhaber ile ortak yürütülen çalışma sonucunda ise, robot hücrelerinde robot koluna bağlanan servo tutucu ortaya çıktı. Bu hücreler CNC torna tezgahlarının ve freze tezgahlarının otomatik yüklenmesi ve boşaltılması için kullanılıyorlar.

Ezber bozuyor 

Hollanda’nın Limburg eyaletindeki Nederweert kasabasında yer alan BMO Automation, robot hücreleriyle, tek bir birim küçüklüğüne sahip miktarlarla çeşitli parti boyutlarının otomatik olarak üretilmesini sağlıyor. “BMO’da performans, esnekliğin karesi kadar üretkenlik olarak tanımlanır. Tarafımızdan geliştirilen servo tutucuyu kullanarak esneklik önemli ölçüde artırılıyor ve müşteriler 1’e kadar küçük parti boyutları için otomatikleştirme yapabiliyorlar!” diyor Pazarlama Müdürü Maarten van Bun. “Basit bir robot ya da kobot aynı işi 1000 kez yapıyor. Fakat biz geleceğin daha çok küçük ürün serilerinin tek geçişte otomasyonu olacağına inanıyoruz. Buna çok partili otomasyon diyoruz. Ayrıca, düşük hacimli olarak birden çok seriye bölünmüş 1000 adet parçayı otomatik olarak üretebiliyoruz. Sonuç olarak da yüksek karışım ve hacim elde ediyoruz.”” 

Yüksek karışım & Yüksek Hacim 

Küçük miktarlardaki üretimdeki marjlar genellikle seri üretimdekinden daha yüksektir. Ancak aynı zamanda, iş parçalarının ayrı tornalama ve frezeleme işlemleri arasında manuel olarak yüklenmesi gerekiyorsa, bu daha fazla personel ve maliyet gerektirir. Bu nedenle, metal ve plastik işleme endüstrilerinde CNC torna ve freze makinelerini kullanırken hem yüksek varyanslara hem de yüksek hacimlere ulaşan bir çözüm, oyunun kurallarını değiştiriyor. Yaklaşımları için BMO Automation, palet otomasyonunun avantajlarını, ayrı iş parçalarını tam otomatik olarak yükleyebilme seçeneğiyle birleştiriyor. “Yüksek karışım – düşük hacim” ilkesi böylelikle “yüksek karışım ve yüksek hacim” haline geliyor.

Bu da hassasiyeti ve güvenilirliği Faulhaber sürücüleri tarafından garanti edilen servo kontrollü kavrayıcı çeneler sayesinde mümkün olmaktadır. Servo tutucuda FAULHABER motoru

, lineer bir kılavuz sisteminin parçası olan dişli milini çalıştırır. Kılavuzlu bloklara bağlanan kavrayıcı parmaklar bu sayede CNC makinesine yüklenecek ürün için istenilen konuma hareket eder. Tornalama veya frezeleme işleminin ardından iş parçasının boyutları değişebilir. Burada servo tutucu, tutucu parmakların konumunu otomatik olarak uyarlar ve bunu yükleme ve boşaltma döngülerini değiştirmeden yapar. Sonuç olarak, tutucuyu değiştirmeye gerek kalmaz. 

Maarten van Bun, “Araştırma ve geliştirmeden sorumlu Harco Hermans, Faulhaber’i önceki projelerden biliyordu ve Motion Control ürünleriyle ilgili çok iyi deneyimleri bulunuyordu” diyor. FaulHaber web sitesindeki Sürücü Seçim Aracı kullanılarak uygun motor seçildi. Aynı zamanda BMO Automation, Faulhaber’den BMO Akıllı Kontrol Yazılımı ile iletişim için script dosyalarını kontrol etme konusunda da destek aldı. 

Geliştirme, referans müşterilerle iki aylık bir test aşaması da dahil olmak üzere yaklaşık bir yıl sürdü. En büyük zorluk, mümkün olan en küçük boyutlarda ve düşük ağırlıkta mevcut olan ve dolayısıyla robotun yük kapasitesi üzerinde minimum etkisi olan güvenilir bir çözümü entegre etmekti. “Burada Faulhaber, hem mekanik hem de elektronik kısımda bizi ikna eden çok kompakt ve yüksek performanslı bir çözüm sunmuş oldu.” 

Son derece yenilikçi 

CNC otomasyonu alanına odaklanma, uzun yıllara dayanan deneyim ve CNC makineleri üreticileriyle iyi ilişkiler, robot otomasyonunun talaşlı imalat üretimine tam entegrasyonunu sağlıyor. BMO bu konuda otomasyon ve dijitalleştirme alanında lider şirket. Zira bu da TechniShow Ödülülerinde üç adaylıkla da kanıtlandı. 2016’daki ilk adaylık, devam eden bir süreçte bireysel parçaların ve serilerin üretilebileceği bir otomasyon çözümüydü. Bu da sıkıştırma araçlarının, paletlerin ve ürünlerin değiştirilmesiyle mümkün oldu. Adaylığı esnasında bu gerçekten de bir ilkti. 2018 yılında BMO, Akıllı Endüstri 4.0 için devrim niteliğindeki Xenon yazılımıyla ödüllendirildi. Bu da bir işleme tesisinin CNC makinelerinden çeşitli verileri toplamak ve bağlamak için kullanılıyor. 2020’de şirket, Smart Centric E-Clamp için arka arkaya üçüncü kez aday gösterildi, ancak bu sefer başarılı olamadı. 

Otomatik olarak bir avantaj 

Maarten von Bun, “CNC otomasyonu üretkenliği artırır, işlem süresini azaltır ve uzman eksikliğinden kaynaklanan sorunlardan kaçınmanın yolunu sunar” diyor. Otomatik robotik çözümünün avantajı, Covid-19 salgını sırasında da kendini kanıtladı. “Korona’nın metal endüstrisi üzerinde büyük etkisi oldu. Başlangıçta müşteriler yatırım konusunda daha tutucuydu. Ancak, CNC otomasyonunun sadece gelecek için değil bugün için de bir çözüm olduğu anlaşılınca segment hızla değişti. Robotlar hastalanmaz ve sınırlı çalışma saatlerinde bile bir insan operatör, BMO robotik çözümü ile birlikte üretim seviyesini koruyabilir. 

Otomatik üretim ayrıca yerinde üretimi mümkün kılar ve böylece pandemi sırasında yaşanan kapalı sınırlar, seyahat ve mal hareketi kısıtlamaları, daha uzun sınır ve gümrük denetimleri ve yerel karantinalar gibi dış kaynaklı üretimin dezavantajlarını ortadan kaldırır. 

“Otomatikleştirmek istiyorsanız, sürekli olarak yüksek düzeyde güvenliği garanti eden hassas bir sürecin oluşturulması önemlidir. Bu hassasiyet ve özellikle tekrarlanabilirlik önemlidir; çünkü her şey tam otomatik olarak gerçekleşir, hata oranları düşüktür ve otomasyon çözümlerimiz herhangi bir çalışana gerek kalmadan çalışır. Bu nedenle güvenilir bir süreç son derece önemlidir. Faulhaber’in ürünleri bize kaliteyi ve güveni sunarak endişe etmemiz gereken hiçbir şey bırakmıyor. Bunun iyi olduğunu biliyoruz ve Faulhaber’in sunduğu ürünlere güveniyoruz,” diye özetliyor Maarten van Bun.

Kısa tasarıma sahip fırçasız DC servo motorlardan oluşan BXT motor ailesi, çap uyumlu ve entegre Hız Kontrolörü ile tüm boyutlarda genişletildi. Sadece 6,2 mm ek montaj uzunluğuna sahip Motor / Hız Kontrolörü kombinasyonları, IEF3-4096 (L) entegre enkoderlere sahip ürünlerle aynı kurulum alanına sahip. Enkoder varyantları ile birlikte sinerji etkilerinin kullanılmasıyla, Hız Kontrolörü de sağlam motor gövdesine tam olarak entegre edilmiş hale geliyor.

Kanıtlanmış FAULHABER SC teknolojisine sahip motorlar

, aşina olduğumuz Motion Manager (sürüm 6.6’dan itibaren) ile hızlı, kolay ve rahat bir şekilde çalıştırılabiliyor. Hız Kontrolörü, uygulamaya altı kutuplu düz bir kablo ile bağlanabileceği gibi, isteğe bağlı olarak da uygun konektörler sunuluyor.

Hız Kontrol Cihazı, 2214… BXT H, 3216… BXT H ve 4221… BXT H yuvalı BXT motorlarıyla kombine edilebiliyor. Tam entegrasyonla bile, sağlam Hız Kontrolörü, karşılık gelen ana motorların neredeyse tüm güç ve hız aralığının kullanımını garanti ediyor. İyi tasarlanmış soğutma konsepti ise, termal kayıpları en aza indiriyor.

Hızların en küçük alanlarda tam olarak kontrol edilmesi ve ilaveten yüksek torklara ihtiyaç duyuluyorsa, BXT H motorların entegre Hız Kontrolörü ile kombinasyonu en ideal çözüm. Tipik uygulamaların arasında pompalar, el cihazları (örneğin dövme endüstrisi için), ekipman imalatı ve laboratuvar ve endüstriyel otomasyon yer alıyor.

Bir bakışta avantajları:
• Tam entegrasyon ile kompakt tasarım
• 92 mNm’ye kadar yüksek tork, 60W’a kadar kesintisiz çıkış
• 200 – 100,00 min-1 arası stabil ve hassas mekanik hız kontrolü
• 32 ve 42 mm boyutlarında değişen ikincil mil uçları

Tahrik sistemleri evrimleşti. Genel anlamda, elektrikli motorlar “yalnız kurtlar” değiller ama çoğu uygulama için hız azaltmada redüktörler ve enkoderler ile kombine edilmeleri gerek. Bu bileşenlerin birbirleriyle kusursuz biçimde eşleştiğinden emin olmak ve kurulum gereksinimlerini minimize etmek adına, ayrı bileşenlerin tek bir kaynaktan komple bir çözüm olarak elde edilmesi önerilmekte. Kurulum alanlarının son derece kısıtlı olduğu ve kurulum durumuna göre mümkün olduğunca kısa yüksek torklu tahriklere ihtiyaç duyulduğu durumlarda bile, özellikle robotik, prostetik bağlantılar, laboratuvar otomasyonu, pompa, medikal teknoloji veya uçak kabin ekipmanı gibi uygulamalarla uyumlu pratik odaklı bir çözüm her zaman vardır.

Tahrik uzmanı FAULHABER, sistem sağlayıcısı olarak yetkinliğini bir kez daha gözler önüne serdi ve BXT flat motor serisini uygun redüktörler, entegre enkoderler ve eksenel yönde son derece kısa uzunluğa sahip hız kontrolleri ekleyerek genişletti. Tüm bileşenler birlikte kusursuz çalışacakları şekilde optimize edildi. Üç farklı boyut tahrik sistemi zorluklarının pek çoğunu çözebilecek durumda. Örneğin alt kol protezinde, 22 mm çapındaki en küçük tahrik sistemi el için uygun olacakken, 16 mm’lik motor dirsek için uygun olacaktır. Küçük kompakt tahrik sistemleri için diğer olası uygulamalar ise robot tutucular, endüstriyel otomasyon, insansı robotlar ve hatta motorlu – yani güç destekli – el dış iskeletleri için biyorobotiktir. Hassas hız kontrolü özellikleri sayesinde aynı zamanda diyaliz makinaları ve medikal pompalar için de uygundurlar.

Motorlar klasik harici rotor tasarımına göre geliştirilmiştir. Yenilikçi sarım teknolojisi ve optimize edilmiş yapı sayesinde, fırçasız DC servo motorlar 22 mm, 32 mm ve 42 mm çapında 134 mNm’ye kadar torklar üretir ve yüksek verimlilikte 100 W’a kadar sürekli çıkış sağlar. Bu, kompakt motorların bu sürücü sınıfında normal olan standartları önemli ölçüde aştığı anlamına gelir. Özellikle torkun montaj alanına ve ağırlığa oranı piyasada yaygın olandan çok daha iyidir. Yüksek bakır doluluk faktörü ve kutup pabucu tasarımı sayesinde manyetik alan güçlüdür ve dişli torku çok küçüktür. 10.000 dakika -1’e kadar hızlarda çalışan motorlar, yine potansiyel uygulama aralığını genişleten bir muhafaza ile veya muhafasız olarak sunulmaktadır.

Geniş redüksiyon oranına sahip metalik planet redüktör
Kompakt boyutlar ve yüksek tork ile de etkileyici olan GPT metal planet dişli redüktör ailesi, düz motorların hızını azaltmak için uygundur. Saf metal redüktörler, seramik bileşenler gibi daha pahalı teknolojilerle karşılaştırılabilir performans değerleri elde eder. Redüktörler motor uyumlu çaplarda sunulmaktadır ve dört kademede son derece hassas dereceli 3: 1 ila 1,294: 1 redüksiyon oranları sunar. Her aşama tork ve hız açısından yüksek performans için optimize edilmiştir. Çapa bağlı olarak, redüktörler 1, 8 ve 18 Nm sürekli torklar elde eder. Kısa süreler için daha yüksek torklar da mümkündür.

Dahası, redüktörler son derece sağlamdır ve sürekli yüklerin yanı sıra hızlı yük değişimlerini de tolere eder. Sınırlı eksenel montaj alanı için geliştirilmiştir ve aynı çaptaki diğer modellerden önemli ölçüde daha kısadır. Örneğin tek kademeli 22 mm versiyonu yaklaşık olarak sadece 18 mm, dört kademeli versiyon da yaklaşık olarak 37.mm uzunluğundadır. 42 mm redüktörle birlikte, uzunluklar sırasıyla 31 mm ve yaklaşık olarak 68 mm’nin altındadır.

Yüksek konumlama hassasiyetiyle muhafazalı enkoder
Tüm BXT motorlar dijital Hall sensörleri ile donatılmıştır ve sahip oldukları çok sayıda kutup sayesinde hızları çok hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Hassas konumlandırma görevleri için IEF3-4096 manyetik enkoder de mevcuttur. Enkoder, yerleştirilmiş motor varyantına tam olarak entegredir, böylece toplam tahrik uzunluğunu sadece 6,2 mm arttırır. Düz tasarımına rağmen, indeks fonksiyonlu üç kanal, Line Driver ve devir başına 4.096 satıra kadar yüksek çözünürlük sunuyor. Motor ve enkoder kombinasyonu, kısıtlı alanlarda son derece hassas konumlandırmanın yapılması ve aynı zamanda yüksek torkların gerekli olduğu durumlarda ideal bir sistem çözümüdür. Buna örnek olarak robotik, tıbbi teknoloji

, laboratuvar otomasyonu veya endüstriyel otomasyon verilebilir. .

Entegre hız kontrolleri ürün yelpazesini tamamlıyor
Nisan 2020’den itibaren, BXT motorları için hız kontrol aygıtları da mevcut olacak. BXT motorlarının muhafazalı versiyonlarına entegre edilmiş olan bu kontroller motorların uzunluğunu sadece 6,2 mm arttırmaktadır. İyi tasarlanmış tasarım konsepti, hem enkoderin hem de hız kontrol cihazının aynı muhafazaya monte edilmesini sağlarken çok sayıda ortak parçanın kullanılmasına da olanak tanır. Hız kontrolü, motorlara entegre edilmiş dijital Hall sensörleri tarafından gerçekleştirilir. Böylece, 200 dakika -1 ila 10.000 dakika -1 arasında geniş bir hız aralığı sunulur. Kompakt motor ve hız kontrol cihazı kombinasyonu, kritik alan uygulamaları için ideal olup kurulumu ve devreye almayı kolaylaştırır.