Módulos mecatrónicos flexibles rotatorios: compacto, preciso y dinámico
En los actuales debates sobre la smart factory y la Industria 4.0 se puede tener fácilmente la impresión de que las ventajas de la mecatronización solo pueden ser fruto de un cambio radical. En realidad es justo lo contrario: cada vez hay más ingenieros de diseño que reconocen el potencial de los componentes mecatrónicos y ya los usan actualmente de forma eficaz. Esto también incluye la mecatronización de los movimientos rotatorios. No le faltan razones a SCHUNK, líder en tecnología de sujeción y sistemas de agarre, para ampliar su línea de componentes de sistemas de agarre estándar con respecto a los módulos rotatorios eléctricos.
SCHUNK cuenta con la línea más completa de módulos mecatrónicos, con más de 300 componentes de serie, lo que le permite ofrecer el módulo rotatorio mecatrónico correcto para cada dimensión, tanto si se trata de montajes electrónicos altamente dinámicos, platos divisores rotatorios libremente posicionables para aplicaciones de montaje o potentes actuadores rotatorios para cargas pesadas. SCHUNK ha desarrollado el módulo en miniatura SCHUNK ERD con rotación sin fin, el único motor de par con pasos de aire y sistema de medición del recorrido absoluto, especialmente para las aplicaciones de montaje en la industria electrónica, de bienes de consumo y farmacéutica. El módulo viene de serie con dos pasos de aire integrados. También está disponible la opción de cuatro pasos eléctricos, así como el sistema de medición de recorrido absoluto certificado SIL2. El módulo SCHUNK ERD, disponible en tres tamaños, con pares nominales de 0,4 Nm, 0,8 Nm y 1,2 Nm, puede usarse para implementar sistemas de montaje de par elevado, alta velocidad y tamaño compacto, acordes con los exigentes requisitos de las directivas sobre maquinaria. El módulo rotatorio es accionado por un motor síncrono sin escobillas con excitación permanente. Su geometría especial garantiza una dinámica y una aceleración elevadas. Además, gracias a los pasos de aire optimizados, los actuadores neumáticos conectados al módulo pueden accionarse de forma más rápida. Ambos factores combinados garantizan unos reducidos tiempos de ciclo y una elevada productividad. El sistema de medición de recorrido absoluto elimina la necesidad de perder el tiempo en ejecuciones de referencia durante el arranque y después de una parada de emergencia; asimismo, también mejora la precisión de repetición con un valor especificado de 0,01 mm. Un gran número de pares de polos asegura que el módulo genera un par elevado de hasta 1,2 Nm incluso a bajas revoluciones. El módulo puede controlarse por ejemplo mediante el uso de controladores de accionamiento Bosch-Rexroth IndraDrive.
Contornos con una mínima interferencia
El versátil módulo rotatorio SCHUNK ERS fue diseñado para los movimientos rotatorios en un margen de carga medio, que es el más solicitado. El módulo rotatorio mecatrónico más compacto disponible actualmente en el mercado tiene una altura de tan solo 66 mm en el tamaño 170. Alcanza un par nominal de 5 Nm y un par máximo de 17 Nm. Este módulo permite el diseño de sistemas muy versátiles y compactos. En aplicaciones de montaje puede utilizarse como un módulo rotatorio o como un plato divisor rotatorio. El componente principal es un par motor de eje hueco, que permite construir un módulo muy ligero y compacto totalmente libre de desgaste y por lo tanto altamente eficaz. Con su rotación sin fin a velocidades de hasta 250 rpm puede alcanzar cualquier posición intermedia con una precisión de repetición de 0,01°. En comparación con los módulos rotatorios dotados de servomotor convencional, el ERS no tiene ningún contorno interferente adicional. También se elimina la elasticidad de la holgura y la fricción. En cambio, el módulo resistente cuenta con una elevada aceleración y velocidad de rotación, así como con una gran precisión. Se puede integrar un freno neumático opcional para asegurar una fijación fiable de cada una de las posiciones. Un gran agujero central permite el suministro de cables o piezas de trabajo, así como el uso de una cámara. Pero eso no es todo. Para transportar aire comprimido o señales directamente sin el uso de mangueras o cables, el módulo compacto también está disponible en una versión con pasos de alimentación neumática/eléctrica, en la que un anillo colector o un conducto de aire permite el suministro de hasta ocho señales eléctricas (24 V CC/2 A) y un líquido con una presión de hasta 8 bares. El módulo SCHUNK ERS está disponible en tres tamaños con diámetros exteriores de 135 a 210 mm. La versión con un paso de suministro rotatorio, está disponible en dos tamaños con unos diámetros exteriores de 170 a 210 mm. Para garantizar la máxima versatilidad en la estrategia de control, los módulos pueden funcionar con el controlador de movimiento de SCHUNK ECM (versión de 48 V) o con un regulador estándar, por ejemplo el de Bosch o Siemens (versión de 560 V).
Libre elección de los motores
El módulo rotatorio eléctrico de SCHUNK ERM también muestra las grandes ventajas de emplear la mecatrónica en las cargas pesadas. Este módulo combina pares elevados con una alta precisión. Esto lo hace ideal para el posicionamiento variable y preciso de cargas pesadas, como p. ej. en el giro y la reorientación de piezas en la fabricación de automóviles. Los cambios espontáneos en el proceso de manipulación y el constante cambio de los tipos de piezas se pueden programar fácilmente para aumentar la versatilidad en el diseño del proceso. Esto también facilita la puesta en marcha, ya que los módulos ERM permiten un ajuste rápido y preciso de las tolerancias durante la ingeniería de sistemas, lo que no es posible con los módulos rotatorios neumáticos. Además, es posible operar los módulos a velocidad reducida durante la instalación o el mantenimiento, lo que no solo evita cualquier daño, sino que también reduce el tiempo necesario para el arranque inicial del sistema. El diseño adaptativo de los módulos de ERM permite el uso de todos los servomotores industriales estándares. Esto proporciona un grado de libertad muy alto con respecto a la estrategia de control. Equipado con el motor adecuado, las propiedades del controlador del sistema en cuanto a programación, buses de campo o seguridad pueden transmitirse directamente al módulo. La compensación de las diferentes normas regionales de Europa, EE. UU. y Asia es, por tanto, relativamente fácil. Además, la caja de cambios auxiliar, que gira en pasos de 4 x 90°, permite la adaptación óptima del contorno interferente del módulo rotatorio y la unidad de accionamiento para el uso con pórticos. Un calibre central estándar de 22 mm permite un diseño muy compacto y ordenado del sistema. Ocho pasos de aire se encargan de suministrar aire comprimido a los actuadores neumáticos más allá del eje rotatorio. En el tamaño 160, el par de salida máximo es de 75 Nm y el par de accionamiento máximo es de 2 Nm.
Estaciones de energía compactas
En el extremo superior de la escala de rendimiento, SCHUNK ofrece tres módulos rotatorios de alto rendimiento compactos e inteligentes, diseñados de forma optimizada para su uso intensivo en aplicaciones industriales: SCHUNK PR 2, PDU 2 y PSM 2. En estos módulos, toda la electrónica de regulación y potencia está completamente integrada. Esto elimina la necesidad de un controlador externo y minimiza el número de conexiones mediante cable, así como la propensión a fallos. Las estaciones de energía están disponibles en tres tamaños estándar. Se controlan vía Profibus (hasta 12 Mbit/s) o CAN Bus (hasta 1 Mbit/s). Los módulos están equipados con un puerto de dispositivo USB para la puesta en marcha y parametrización mediante un PC con el software de SCHUNK Motion Tool. El direccionamiento manual es posible a través de un cómodo interruptor de código rotatorio. Los movimientos del módulo inicial pueden realizarse manualmente mediante el uso de interruptores DIP. El estado se indica mediante una pantalla LED. Debido a los engranajes impulsores armónicos, el PR 2, que está diseñado como un módulo rotatorio, y el PDU 2, diseñado como un módulo de eje lineal, alcanzan pares muy elevados, de entre 16 Nm y 184 Nm, dependiendo del tamaño. El PSM 2 de transmisión directa es ideal para mover pequeñas cargas de forma más rápida. Con un par de hasta 1,8 Nm, el módulo compacto alcanza ve-locidades de hasta 4.320 rpm. El control individual de la posición, la velocidad y el par es posible con los tres módulos. Un codificador incremental garantiza el elevado posiciona-miento y la precisión de repetición. El freno integrado permite el mantenimiento fiable de cada una de las posiciones.
