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深藍色背景襯著線性軸、平板和多軸系統
深藍色背景襯著線性軸、平板和多軸系統
線性運動技術

線性運動技術:加快自動化速度並提高其操作簡易度

減少二氧化碳排放量、保護供應鏈、吸收熟能生巧作業員人力不足造成的衝擊力道:這些就是機械工程產業別目前須面對的諸多挑戰。談到採購線性運動技術零組件,現在誰還有空看型錄挑選、量尺寸和定位呢?

高度智慧化的產品組合,能透過數位技術結合各項零組件,組成單軸、致動器以及多軸系統,由此可見,自動化不但能提高效率,也能降低出錯機率。組裝成套的自動化套件線性軸若再按照客戶要求或由廠商主動配上馬達和驅動控制器,結合預先安裝的操作軟體成為整套子系統,就更能彰顯其優勢。啟動測試自動化、程式設計視覺效果簡單易用,進一步加快投入自動化解決方案的速度。這篇部落格貼文說明如何快速輕鬆地在工廠自動化作業中落實應用一般單軸和多軸。

自動化套件:線性軸、驅動器、連接線和平板

線性運動技術的應用範圍相當廣泛:不但適用於揀料取放、進料和分料之類的流程,也適用於放置、分離和堆疊,就連裝配、鎖螺絲或測試也不成問題。不過,由於運動條件各不相同,自然必須按照各種應用方式採用不同的線性軸並分別設定。以下說明最普遍的四種用途:

多軸應用 SMS 線性模組

1.處理小零件

小巧輕省的處理軸是處理小型工件載體進料、調動或夾緊的好選擇。SMS (螺桿驅動 Small Modules) 系列中的 Small Modules 非常適合應用於這個用途。SMS 軸採用滾珠螺桿傳動,其線性導軌使用鋁框,格外節省空間。SMS 軸分五種尺寸 (30、40、50、80 和 120),能輸送重量不滿 1 公斤到 22 公斤的重物,輸送距離則不超過 1200 公釐。線性軸極其輕巧,能發揮節能功效,維護需求又不高,在許多情況下都是能取代氣動的好選擇。

線性模組 MKK

2.精準引導核心流程

線性模組系列 MKK/MKR (滾珠螺桿傳動線性模組/齒形帶驅動器線性模組) 應用於循環時間、處理力道 (如有效載荷) 和精密度要求較高的用途,可以發揮經濟實惠的優勢。這個設計就是將傳統滾珠滑軌系統嵌在鋁製基座內。這款滑塊採用模組化滑座,有效載荷 5 到 246 公斤,精密度高、重複性強,如何要求定位精準度,可以再另外搭配整合式測量系統。皮帶驅動長度上限 12 公尺,滾珠螺桿傳動驅動上限則是 4 公尺。

多軸系統和平板

3.多軸處理

將線性模組與笛卡爾線性機器人結合還能快速落實多維自動化作業,並且具備經濟效益。就效能層面而言,這樣的方式也能發揮實用價值,因為線性軸的剛性相當高,可以做到其他類型的機器人難以表現的動能、精密度和重複性。Bosch Rexroth 開發的 輕巧型模組模組系列 CKK/CKR就非常適合用於建構特別省空間的高效能多軸系統。由於一個軸配兩個導軌,即使橫向力或力矩載荷相當高,在荷重不超過 220 公斤的情況下,移動距離最長也能達到 10 公尺;這是在電池模組/電池組裝配生產作業實測後證實的結果。Bosch Rexroth 線性模組可以按照不同的應用方式組合出不同的多軸系統,不但兼具成本效益和效率,也因為品質優異而相當耐用。

4.致動器和伺服壓力機

電機汽缸 (EMC) 型的致動器更進一步提高工廠自動化的效率。這類致動器的節能效果通常優於氣動致動器,維護需求較低,而且也更容易控制,原因在於螺桿驅動器會直接將引擎扭矩轉換成運動。EMC 和 EMC-HP Rexroth 系列的滾珠與行星螺桿組件約有 3,000 種不同款式,因此廣泛應用於電子、電池生產等多種產業,乃至於快速消費品 (Fast Moving Consumer Goods, FMCG) 自動化解決方案的沖壓與自動化流程。

選擇 Bosch Rexroth 的各種驅動器和自動化套件,從最小力道 0.1 kN 的動態定位到最高 250 kN 的沖壓與接合應用,各類作業操作起來全數輕鬆無比。Smart Function Kit Pressing 另有可以選配的作用力感測器,以及一台預先安裝了操作軟體的工業電腦。因此,只要按幾下滑鼠,輕輕鬆鬆就能配置並直接訂購現成的伺服壓力機,而且只會產生一個材料編號。

操作軟體採瀏覽器架構,能將啟動測試時間縮短到區區數分鐘;透過序列模組就能運用圖像完成程式設計,還能進行合理性檢查,避免超出系統限制。使用預設的功能塊,很容易就能將 Smart Function Kit Pressing 連接於現場的上層控制器。接下來就可以在 Smart Function Kit Pressing 中運用命令控制伺服壓力機,再以上層控制器將結果和製程資料傳送到下壓裝置。

適用於沖壓與結合的伺服壓力機 Smart Function Kit

逐步達成必要的投入程度

不論是單軸、多軸系統或電機汽缸:有線性系統與致動器適用的模組化驅動與自動化套件,就能在符合成本效益的前提下,輕鬆、快速地完成廣泛的自動化作業─完整的伺服壓力機和線性機器人也不例外。為發揮最大的靈活性,使用者需自行決定理想的投入程度。舉例來說,可以逐步將單軸或多軸系統配置成機械或機電系統,也可以整合成包含控制軟體在內的完整線性系統。無論是何種情況,機械和工廠工程都能善用省下來的時間處理其他作業。


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Timo Vogg



作者:Timo Vogg

職務:Bosch Rexroth AG 產品管理系統與致動器資深經理