Сгъстеният въздух е основата на успешната вакуумна автоматизация. Тази форма на енергия може да се използва по много начини и съчетава: скорост, мощ и ниско тегло. Разходите, необходими за генерирането ѝ обаче са относително високи, тъй като за тази цел електрическата енергия трябва да бъде преобразувана за сметка на няколко нива на загуба на ефективност. Въпреки че фабриката без сгъстен въздух само се споменава като нашумяла дума за тенденция, точно сега са нужни технологични алтернативи, за да бъде наистина вакуумната автоматизация независима от шлауха за сгъстен въздух.
„Целта не е да заменим базираните на сгъстен въздух ежекторни системи за генериране на вакуум. Искаме да създадем алтернативи, които намаляват консумацията на енергия и все пак функционират, когато няма или има твърде малко сгъстен въздух“, обяснява д-р Курт Шмалц, управляващ партньор на J Schmalz GmbH. Възможните сценарии включват мобилни роботи или роботизирани клетки, които работят в зона, която не е свързана със системата за сгъстен въздух. Изразено в проценти, вакуум генераторите консумират много малко енергия в сравнение с консумацията на целия завод.
Вакуумен генератор, но умален
Решението са изцяло електрически вакуумни генератори, които са толкова компактни, че могат да се монтират директно върху ръката на робота. Електрическите вакуумни генератори не са нищо ново: „Отдавна предлагаме електрически помпи и вентилатори, които операторите използват при автоматизирано и ръчно боравене, когато се изисква висок всмукателен дебит. Те обаче са твърде големи и твърде тежки за използване на ръката на робот, “ обяснява д-р Курт Шмалц. Затова Schmalz разшири своето портфолио от електрически вакуумни генератори в посока на по-малки и по-леки дизайни и представи първия електрически вакуумен генератор ECBPi за коботи, през 2016 г. Това е електрически вакуумен генератор и механичен интерфейс за захващане към робота в едно. „С това изобретение, ние бяхме пионери във вакуумната автоматизация“, коментира управляващият партньор. Предизвикателството: В допълнение към създаването на вакуум, Schmalz също трябваше да приложи функцията за безвъздушно отделяне в много ограничено пространство. Решението за бързо отделяне на детайла се нарича: вентилация вместо продухване.
Още по-компактен е новият електрически вакуумен генератор ECBPMi за работа с коботи, която е предназначена за работа с малки части от въздухонепроницаеми предмети. „Леките крайни компоненти на ръката са идеални за коботи и леки роботи. Те не изискват сгъстен въздух, което означава, че могат да се използват и в автономни транспортни средства“, казва д-р Курт Шмалц, очертавайки едно потенциално приложение. Въпреки това, вече не само малките леки роботи са тези, за които разграничаването от сгъстен въздух има смисъл: С тенденцията към устойчивост и следователно търсенето на по-ефективни системи, необходимостта от независима от сгъстения въздух вакуумна автоматизация също се е увеличила за по-големите системи.
Сгъстеният въздух има няколко предимства: висока плътностна мощност и реализируеми експлоатационни надеждни функции в пневматичните компоненти. Това ги прави малки по размер, здрави и бързи. „Ако погледнем нашите вакуумни ежектори, които преобразуват свръхналягането във вакуум почти оптимално и могат да реагират адаптивно към процеса на захващане с тяхната функция за пестене на въздух, имаме мощни и ефективни компоненти с икономия до 95%. Функциите за пестене на въздух обаче не могат да се използват навсякъде“, допълва експертът.
Разграничаване
„Ако безвъздушната фабрика е на дневен ред в даден момент, производителите на пневматични компоненти и технологии за обработка ще трябва да предоставят алтернативни продукти, които функционират изцяло електрически. Ето защо ние следваме паралелна стратегия.“, обяснява д-р Курт Шмалц. Следвайки тази стратегия, Schmalz разработи електрическия вакуумен генератор GCPi: Той е по-голям от помпата Cobot и се присъединява към новите електрически вакуумни генератори в съществуващото портфолио. С GCPi Schmalz се откъсва от предишния стандарт за монтиране на вакуумния генератор директно върху ръката на робота. Вместо това, потребителят монтира мощния GCPi в основата на робота, така че да може да захранва едновременно няколко вендузи на хващача на робота оттам. Предизвикателството тук отново е чисто електрическото откачване на товара. Schmalz също е интегрирал функция за вентилация в GCPi. В зависимост от дължината от маркуча до всмукателната чаша обаче изравняването на налягането с атмосферата може да се забави. В този случай функцията за вентилация може също да бъде отделена от помпата. „Тук трябва да променим нашата перспектива и да мислим от гледна точка на нови системни архитектури“, казва д-р Курт Шмалц.
Ето защо Schmalz разработи електрическия компактен вентил LQE. „Това е истинската иновация. С него можем да продължим да използваме по-големи вакуумни генератори централно и все пак да работим децентрализирано по силно динамичен начин – с много кратки времена за спиране. Доказано е, че директното атмосферно вентилиране често е дори по-бързо от активно издухване със сгъстен въздух“, пояснява д-р Курт Шмалц. Компактният вентил LQE предлага още повече предимства: позволява тръбопроводите да бъдат херметизирани с вакуум. Когато клапанът се отвори, вакуумът върху хващача се създава незабавно. „Това е интелигентен клапан, който може също така да репликира функцията за пестене на въздух на нашите компактни ежектори“, обяснява управляващият партньор. Това допълнително допринася за енергийната ефективност на работа с вакуум без сгъстен въздух.
„Само заради вакуумното захващане, сгъстеният въздух не се изключва“, подчертава д-р Курт Шмалц. Ако е налична връзка, ежекторът е здрав, ефективен и мощен начин за генериране на вакуум за автоматизирана работа. По този начин всички проблеми на технологията за вакуумно захващане се считаха за решени, докато въпросът за устойчивостта не излезе на преден план. „Промишлеността трябва да мисли за сгъстения въздух фундаментално. Нашата задача е да разработим алтернативи“, казва пионерът на вакуума. Schmalz поема по пътя на електрификацията: електрическият вакуумен генератор може да бъде по-устойчив – по отношение на цялостната система. „Независимо дали със- или без сгъстен въздух: в нашето портфолио имаме правилното решение за всяко приложение“, заключава д-р Курт Шмалц.
