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Solukon 采用 STOBER 精益减速电机,实现节省空间的耐用型驱动解决方案

Solukon 采用 STOBER 精益减速电机,实现节省空间的耐用型驱动解决方案:

为了在完成 3D 打印后对部件进行除粉,Solukon Maschinenbau GmbH 专门研发了除粉设备,例如用于中大型工件的 Solukon SFM-AT350。对于紧凑的双轴回转系统,这家机器制造商一直在寻找性能强劲、耐用且特别节省空间的驱动单元。除了精益螺旋伞齿轮减速电机以外,STOBER 还提供特别紧凑的精益行星齿轮减速电机。无编码器的精益电机系列产品相比较同步伺服电机而言,无疑是性价比高且坚固耐用的理想型替代解决方案。

Pforzheim,2022 年 07 月 08 日 – “采用喷射熔融打印技术的金属零件在完成打印后会充满粉末”,Andreas Hartmann 描述道,他和 Dominik Schmid 一起于 2015 年创办了 Solukon。对于所有接下来的加工步骤以及之后的使用,必须清除工件中的粉末。在 Solukon 推出相应的设备前,除粉过程通常通过摇动、敲打或者抽吸等手动方式进行。对于形状复杂的工件而言,尤其是内部通道非常复杂的部件,操作难度会增加。“尤其是复杂工件,除粉必须自动进行”,Hartmann 说道。

这家由公司所有人负责管理的企业在全球开展业务,致力于研发、装配和销售高度自动化的智能设备和相应的周边设备,用于增材制造的后处理。“我们的解决方案符合最高的功能性及安全性标准,并且获得了许可,能够高效且可靠地清除难以处理且具有反应性的材料,例如钛及铝”,Hartmann 描述道。接下来的路要怎么走?3D 打印的后置过程(例如除粉)必须提高标准化程度。只有这样,才能不断提升产能。

所有除粉设备均采用 Solukon 的 Smart Powder Recuperation 技术,简称 SPR®:粉末通过围绕两根轴的自动回转以及有针对性的振动刺激变得可流动。这样一来,粉末就会可靠且受控地自行从非常细小的通道中排出,并且重新被工艺过程回收利用。SFM-AT350 是除粉系统最新的研发成果。Solukon 于 2021 年秋季将其投放市场。“在研发过程中,我们不仅依托自身丰富的经验,而且还吸取了来自不同行业客户的反馈意见,例如航空航天业、医疗技术行业和汽车制造业”,Hartmann 说道。

该设备适用于最大重量 60 千克、最大高度 420 毫米的部件。由于系统的转盘会无限旋转,同时水平轴可以移动最多 250 度,即使是复杂的旋转模式也能轻松编程。和手动清洁方法相比,用户可以节省多达 90% 的时间。

紧凑型驱动单元打造紧凑型机器设备

“SFM-AT350 的特点在于腔室体积特别小,设计紧凑。尽可能缩短惰性化时间,并且减少所需的惰性气体用量,是我们关注的重点。为了实现紧凑的结构,在研发过程中我们需要特别节省空间的驱动解决方案,无论是对于用于固定部件的转盘的无限旋转动作,还是对于回转臂的水平移动动作”,Hartmann 解释道。在法兰克福举办的增材制造和工业 3D 打印行业平台展 Formnext 2019 上,Andreas Hartmann 认识了 STOBER 东南部销售中心负责人 Udo Cyrol。

“在此之前,除粉设备一直采用伺服驱动装置。而现在,为了能够实现更紧凑的结构,同时不影响设备性能,我们推荐了无传感器精益减速电机”,Cyrol 说道。其优势在于:高度精确的行星齿轮减速器与品质卓越的螺旋伞齿轮减速器,搭配高能效、无编码器且坚固耐用的精益电机,量身打造紧凑型机器方案。

这些论据彻底征服了这家来自奥格斯堡的机器制造商。另外,凭借高达 96% 的效率,电机的能效等级可达 IE5 水平。这样一来,Solukon 目前所达到的技术水平已经领先时代若干年。

完全无需编码器

凭借 STOBER 精益减速电机,在对扭矩进行安全控制的同时,可以在静止和最大转速之间实现转速和扭矩的无级调节,在此过程中,电机完全无需传感器元件。“这也意味着只需一根屏蔽标准电源线即可”,Cyrol 描述道。这可以显著减少安装成本。就此而言,精益减速电机非常适合存在摆动和振动动作的自动化任务,例如 Solukon 的除粉设备。

精益电机无编码器的设计在很大程度上确保了耐用性。虽然电机未安装编码器,但是转速偏差能控制在 1% 以内,定位精度可达到 ± 1 °。“由于不采用编码器,精益减速电机系列特别适用于动态自动化任务”,Cyrol 说道。

高效的双轴控制器

在 Solukon,精益减速电机通过一台 45 毫米宽且集成了供电装置的驱动控制器 SC6 实现促动。该机器制造商将其用作标称输出电流高达 2 x 19 A 的双轴控制器。这款紧凑的独立设备适用于基于驱动器的应用,最多可配套四根轴。

为了确保功能安全性,STOBER 为驱动控制器研发了可以选配的安全模块 SU6。这样一来,Solukon 获得了一套颇具经济效益的解决方案,并且可以通过安全协议 PROFIsafe 实现安全功能 STO 和 SS1。SC6 主要应用于安全技术要求很高的系统,最高达到 SIL 3、PL e、第 4 类。设计人员可以实现符合 EN 13850 标准的急停功能,或者根据 EN 14118 标准避免意外启动。另外,控制器的通信接口功能性还通过了 PROFINET 认证。“这种高动态驱动控制器即便在高要求的运动中,也能在后台安静可靠地运行”,Cyrol 解释道。

Andreas Hartmann 满意地说道:“在研发双轴回转系统的过程中,STOBER 为我们提供了全面的支持。借助内置的组件,我们成功实现了极其紧凑的高性能设计。凭借低背隙减速电机,我们不仅可以提高轨迹遍历精度,而且还可以在翻转动作过程中实现更理想的过渡。SFM-AT350 绝对是一台功能强大的重负荷机器。”

插图文字:

插图 1:STOBER 精益螺旋伞齿轮和行星齿轮减速电机 – 特别高效
插图 2:Solukon 通过驱动控制器 SC6 促动精益行星齿轮减速电机以及精益螺旋伞齿轮减速电机。该控制器在本应用中设计为双轴控制器。
插图 3:集成了供电装置的驱动控制器宽度仅 45 毫米。
插图 4:Solukon CEO 兼 CTO Andreas Hartmann(左)与 STOBER 专家 Udo Cyrol。
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