Alle indlæg af KarstenElkjaer7913

Electropistons

 

Ny teknologi kan gøre pneumatik for dyr i drift

Trykluft anvendes i mange industrielle sammenhænge, men det har sine ulemper. Det kræver kompressorer (som forbruger store mængder energi) , det genererer støj og det er heller ikke den mest præcise teknologi til rådighed.

Med disse indvendinger i tankerne, har Southend -baserede Direkte Thrust Design udviklet ElectroPistons . Disse er et nyt alternativ til luft-stempler, fremstillet efter et helt nyt og patenteret koncept.

Opfinderen er Hugh -Peter Kelly, hvis track record omfatter udvikling af den cylindriske lineære motor tilbage i slutningen af 1980’erne. Lig denne opfindelse bruger ElectroPiston – en kombination af permanent-magneter og strøm til at producere den resulterende kraft.

Kelly beskriver de potentielle anvendelsesmuligheder for denne teknologi som værende: “Enhver applikation, hvor der er noget, der skal føres frem og tilbage , og hvor brugeren foretrækker at bruge el i stedet for trykluft.” Han er dog ivrig efter at påpege, at det ikke er en solonoide, en lineær aktuator eller en lineær elektromotor, men i stedet en ” kontrolleret ind-ud bevægelse, som ikke kræver komplicerede, dyre styrekredsløb”.

Af fordelene forbundet med denne teknologi kan nævnes, at den er mange gange mere effektiv end pneumatik, giver intet krafttab eller tidsforskydning ved hurtigt repeterende bevægelser, er hurtige at sætte op, høj pålidelighed og er næsten lydløs under drift.

Men det virkelige salgsargument for denne løsning ligger i de besparelser den kan tilbyde. Disse er temmelig omfattende, omend næppe overraskende, når man ser på den store mængde af udstyr der elimineres ved denne udvikling ( kompressorer , luftbehandling , filtrering, reguleringsventiler , osv.) samt behov for elektricitet til at drive dem .

Ser vi på anskaffelses og driftsomkostninger for et pneumatisk system, versus et funktionsmæssigt identisk ElectroPiston system, vil det ElectroPiston baserede system have tjent sig selv hjem forbløffende hurtigt, bare på sparede driftomkostninger. (Se eksempel) Som Kelly udtrykker det: “Vi mener, at dette har potentiale til simpelthen at gøre gammeldags pneumatik for dyr i drift.”

Stemplerne giver en jævn kontinuerlig kraft over hele deres vandring, præcis som pneumatiske stempler, men uden alle de komplikationer og omkostninger der er forbundet med trykluftsystemer. Ved hjælp af en ny og patenteret teknologi opnår de en lineær og jævn bevægelse. De kræfter, de er i stand til at levere, er mange gange større end konventionelle solonoider, hvilket gør dem anvendelige til utallige industrielle applikationer.

ElectroPistons fra Direct Thrust Design dækker push / pull kræfter fra 1 N op til 141N for enkelt blok modellerne, og op til 282N for dobbelt-blok versionerne. Det er vigtigt at vælge den korrekt specificerede version til den påtænkte opgave og arbejdscyklus, især når de opererer nær deres maksimale ydelse.

Produktet har kun en bevægelig enhed, og har derfor lav vedligeholdelse. Vedligeholdelse er begrænset til kontrol af og lejlighedsvis rengøring af leje-stangens overflade og selve enheden. Den bevægelige del af ElectroPiston ( kendt som “thrust rod” ) indeholder applikationsspecifikke permanente magneter. Den stationære del ( kendt som “thrust block” ) indeholder specifikt konfigurerede elektriske spoler .

Når spolerne er aktiverede, bliver et magnetfelt skabt som interagerer med de magtfulde felter fra drivstangen ( “thrust rod” ). Dette forårsager lineær bevægelse af stangen til hver ende af sin vandring , kørselsretningen er blot afhængig af polariseringen af strømmen

Kraften som ElectroPistins yder, er en lineær funktion af strømmen, der således let kan reguleres.

Stemplerne er bygget til at modstå kraftig industriel brug, og kan installeres til at give gentagne push / pull bevægelser i stort set alle typer af maskiner. Farmaceutiske Igus lineære lejer bruges til at guide de bærende aksler på alle tre akser. Disse er blevet udvalgt som egnet til kontinuerlige og vanskelige industrielle applikationer.

I modsætning til luft stempler, er der ingen luftforseglinger eller ventiler der nedslides med alder eller brug. Anvendes de korrekt, er levetiden på de magnetiske komponenter, teoretisk set uendelig. ElectroPistons er udstyret med et robust lejesystem. Alle ElectroPiston versionerne er testet til at kunne klare minimum 100.000.000 cyklusser. Det svarer til et slag per sekund 16 timer om dagen, fem dage om ugen, i syv år.

ElectroPistons har en ekstremt hurtig reaktionstid og kan bevæge ende til ende på en brøkdel et sekund, så cyklustider kan potentielt nedbringes. Ved lave inertibelastninger, er de i stand til, afhængigt af apparatets størrelse, at opnå 6 til 18 eller flere fulde cyklusser per sekund. Da det er muligt at regulere hastigheden via den tilførte strøm, kan stemplerne let tilpasses det øvrige udstyr.

Driften af ElectroPistons er næsten lydløs, den eneste støj forbundet med denne teknologi er ved fysisk kontakt i endestop. Alle hvæsende og piftene luft lyde, der er forbundet med konventionelle stempler undgås, hvilket forbedrer arbejdsmiljøet væsentligt, for operatører og andre der måtte befinde sig i nærheden af maskinen.

I modsætning til pneumatiske produkter er kraften der udøves af ElectroPiston ens, i begge kørselsretninger, i modsætning til bi-direktionale luft stempler, hvor overfladen af stemplet reducerer kraften i en kørselsretning, i forhold til den anden.

Dette system er også i sagens natur rent. De forurenende stoffer, der er forbundet med trykluft drevet systemer er fraværende, og til mange anvendelser kan de fungere uden ekstern smøring. Af denne grund er de et ideelt valg for automatiseringssystemer, der opererer i hygiejniske miljøer, såsom forarbejdning af fødevarer, følsom elektronik eller medicinsk udstyr.

ElectroPistons reagerer øjeblikkeligt på den strøm der leveres til dem. Der er ingen mekanisk forsinkelse eller behov for trykopbygning, uanset antallet af stempler, der er installeret i et givent system .

Trykluftsystemer kræver en konstant kørende kompressor som bruger betydelige mængder elektrisk strøm. ElectroPistons bruger kun elektrisk strøm, når de bliver aktiveret. En nylig rapport fra det britiske Carbon Trust, viser at kun 20% af den elektriske energi, der bruges af et trykluft-system i gennemsnit bliver udnyttet. Med ElectroPistons, er det 100% .

En anden overraskende facet af ElectroPiston afsløres, når Kelly placerer en 27 kg vægt oven på en aktuator som den løfter med lethed. “Dette er en lille demonstration, for folk som tror at disse aktuatorer er svage ” smiler han. Når det er sagt, gør han det klart, at ElectroPistons ikke er egnet til at give meget store kræfter .

Men Kelly er stadig klar over, at det vil være en udfordring at flytte folk fra de pneumatiske systemer, de har brugt i årtier. Han siger: ” Den eneste måde virkelig at overbevise folk om værdien af dette system er, hvis de køber det og selv kører forsøg. Det er klart at de teknologiske, miljømæssige og – vigtigst – kost effektive argumenter er meget stærke, men kun ved at bruge dem og se hvordan de arbejder, vil folk i sidste ende blive overbevist

http://directthrust.com/

New Dual Axis EtherCAT® PWM Servo Drive Module From ACS Delivers Sub-Nanometer Performance

Displaying MPM-NPDpm-Graph.jpgACS drives tested by the Fraaunhofer Institute for Production Technology, achieve standstill jitter and step response results superior to any other drives…

New Dual Axis EtherCAT® PWM Servo Drive Module From ACS Delivers Sub-Nanometer Performance MIGDAL HA’EMEK,

Israel — (July 10, 2015) — ACS Motion Control has expanded its line of ground breaking PWM (pulse width modulation) servo drives to include a new dual axis EtherCAT drive.

The NPMPM Series of EtherCAT servo drive modules provide motion performance that was previously only achievable using linear drives, without the drawbacks of such linear drives. The NPMpm drives are significantly smaller, much more efficient, produce less heat dissipation, better protected and lower in cost.

When utilized with the optional 10MHz laser encoder interface and the powerful control algorithm, positioning systems can achieve ultimate performance levels, such as speeds above 2m/s, sub-nanometer jitter values, nanometer velocity tracking errors, extremely low settling time, and uncompromised system robustness with minimal sensitivity to disturbances and load changes.

“Based on ACS Motion Control’s proprietary and unique technology, the NPMPM Series is specifically designed to address the most demanding applications with regards to move & settle times, standstill jitter and velocity smoothness.” Said Ze’ev Kirshenboim, ACS Motion Control president. “Recently, the drives have been tested by the Fraaunhofer Institute for Production Technology (Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie) IPT in Germany, and achieved standstill jitter and step response results that are better than any other drives that this institute has tested so far.”

The NPMPM is a slave that runs under any ACS EtherCAT masters. The type of drives have already been proven successfully in the most demanding applications of wafer metrology & inspection, FPD inspection, and ultra-precision machining for processing of optical components.

NPMpm Main Specifications:

• Two drives per unit

• Voltage and current range

o 12Vdc – 100Vdc

o Up to 13.3A / 40A (cont./peak)

• Digital I/O

o Inputs: 4 registration marks and 2 general purpose

o Outputs : 2 Position Event Generators and 2 general purpose

• Analog I/O

o Inputs:4, 12 bit resolution, /-10V

o Outputs: 4, 16 bit resolution, +/-10V

• Position feedforward for active vibration isolation systems

• Optional motor phases shortening relays

• No compromise speed and resolution:

o Up to 4 Analog Sin-Cos 1Vptp encoder with raw frequency up to 10MHz

o 2 Squared Sin-Cos output

o Multiplication factor up to 64536

o Automatic offset and phase compensation

o Dual feedback

• Optional STO (Safe Torque Off) A comprehensive set of software support tools are provided for the module configuration, setup and tuning. For more information about ACS control solutions, visit www.acsmotioncontrol.com.

About ACS Motion Control An international manufacturer of advanced multi-axis motion controllers, machine controllers and integrated control modules, ACS provides standard and custom products that combine power and precision to deliver flexible, economical, user-friendly motion and machine control solutions. Established in 1985, ACS’ international headquarters is located in Israel and its North American headquarters resides in Bloomington, MN. ACS also has facilities in Germany, South Korea and China, and distributors worldwide that deliver dependable customer service and product support. ACS is an ISO9001 certified manufacturing facility, demonstrating its continuous commitment to providing customers with reliable devices that are thoroughly tested with the latest available techniques.