Pequeños módulos de motores lineales y ejes como sistema modular de Faulhaber

Dec 15, 2023

Por Mike Santora | 4 de abril de 2022

Desde el comienzo de la crisis del coronavirus, a más tardar, la industria farmacéutica y los laboratorios han estado bajo presión para lograr los niveles más altos posibles de automatización. Aquí se necesitan una serie de nuevos dispositivos de análisis y prueba, líneas de producción y sistemas de llenado y envasado, cuya eficiencia depende del nivel de automatización. Los ejes y módulos de motores lineales miniaturizados para aplicaciones de uno o varios ejes abren aquí nuevas posibilidades. Diseñados como un sistema modular, son adecuados para una amplia gama de tareas en la automatización de laboratorios y la industria farmacéutica. Están accionados por motores lineales FAULHABER.

Los ingenieros de Jung Antriebstechnik u. Automation GmbH JA2 respondió a las llamadas de la industria farmacéutica, el sector de análisis y la industria de tecnología médica para soluciones de automatización pequeñas pero funcionales con el desarrollo de un nuevo sistema mecatrónico modular llamado QuickLab. Con los pequeños módulos de motor lineal QM02 para carreras de hasta 160 mm y los ejes de motor lineal QA02 para carreras de hasta 220 mm, se pueden realizar aplicaciones de carrera corta con alta dinámica y precisión, por ejemplo, en tecnología de análisis y laboratorio o en pruebas. sistemas A través de la construcción mecánica y las guías de precisión en combinación con dos carros de bolas, los módulos y los ejes son muy rígidos y ofrecen una alta repetibilidad durante el posicionamiento de +/- 50 μm a pesar de su construcción liviana y su baja masa en movimiento. Dependiendo de la carga, son posibles velocidades de desplazamiento de hasta 3 m/sy aceleraciones de hasta 50 m/s2. Los ejes y módulos se pueden combinar individualmente entre sí. De esta manera, se pueden realizar aplicaciones de recoger y colocar, así como soluciones automáticas para separar, agrupar, probar o enchapar muestras u otros productos sensibles. Con un ancho de 22 mm, QuickLab cubre perfectamente la necesidad de sistemas de manipulación miniaturizados de uno y varios ejes. Además, se ofrecen los accesorios apropiados, como compensación de fuerza de peso, frenos de retención magnéticos, sensores de posición externos y placas adaptadoras.

Alta dinámica y precisión "Los motores lineales son el 'corazón' de nuestro sistema de automatización modular y los requisitos que se les imponen son muy altos", explica Wilhelm Jung, director general de JA2. "Los motores deben funcionar de forma muy dinámica, ser controlables con precisión y tener las dimensiones adecuadas. Los motores lineales de FAULHABER convencieron aquí con su innovador principio de funcionamiento, que difiere de las soluciones "clásicas": Los motores lineales se pueden construir de diferentes maneras porque todos los principios de los motores eléctricos "giratorios" generalmente se pueden implementar en motores lineales mapeando el entrehierro redondo en una línea recta. Para hacer esto, los devanados de excitación eléctrica originalmente dispuestos circularmente se mapean en un camino plano. El campo magnético luego tira del Sin embargo, existen otras posibilidades: los accionamientos lineales de CC LM2070 no están construidos como "rotores de superficie" con carro y guía, sino que la barra de fuerza se guía dentro de una bobina autoportante trifásica “Este diseño produce una relación excepcionalmente buena entre la fuerza lineal y la corriente y una alta dinámica. Además, no hay pares de torsión, lo que hace que los motores lineales sean ideales para su uso en nuestro sistema modular QuickLab".

Máximo rendimiento en las dimensiones más pequeñas Los motores lineales LM2070 están disponibles con longitudes de carrera de 40 a 220 mm. A pesar de las dimensiones compactas del estator de 20 x 20 x 70 mm (ancho x alto x largo), el pequeño servomotor de CC lineal tiene impresionantes indicadores de rendimiento mecánico. La fuerza continua es de 9,2 N y está disponible hasta 28 N de fuerza máxima. El robusto cojinete liso de la barra de fuerza maneja fácilmente las altas velocidades de hasta 3 m/s. Al mismo tiempo, la pequeña potencia se puede controlar con mucha precisión. Ya con los sensores Hall integrados, la precisión de posicionamiento absoluta es de +/- 0,1 mm y la repetibilidad es de +/- 50 μm. Con un sensor externo opcional, estas cifras se pueden mejorar a +/- 0,01 mm y una repetibilidad de +/- 1 μm. Además de esto, viene una operación prácticamente libre de mantenimiento ya que el motor no tiene piezas de desgaste móviles. Además, el accionamiento lineal funciona casi sin ruidos. "Esto es importante sobre todo si el personal y los sistemas de manipulación trabajan en la misma sala, como suele ser el caso en los laboratorios", añade Wilhelm Jung.

Conexión de cable de cadena de arrastre Un punto importante para los sistemas de manipulación es la tecnología de conexión. Los motores lineales normalmente se entregan con un máx. Cable de conexión de 30 cm de largo. Sin embargo, en los sistemas de automatización, el armario de distribución suele estar a cierta distancia del accionamiento real. "Entre el motor y el controlador en el armario de distribución separado, puede haber 10, 20 o más metros", dice Wilhelm Jung. Por lo tanto, con el sistema modular QuickLab, existe un cable especial con blindaje múltiple que transfiere la potencia del motor y la señal del sensor de posición entre el motor y el controlador sin interferencias hasta 30 m. Se sujeta con una cubierta directamente al motor con descarga de tracción, se puede enchufar y también está diseñado para usar con cadenas portacables, es decir, para uso móvil. La tecnología de un solo cable simplifica la instalación gracias a la prefabricación de ambos extremos.

El kit mecatrónico hecho a medida para la automatización de laboratorio ya ha demostrado su eficacia en el uso práctico. Wilhelm Jung lo confirma: "Muchos fabricantes y proveedores de accesorios de análisis confían actualmente en nuestros sistemas. Actualmente, la demanda es enorme, incluso de otras áreas como la óptica y la tecnología de prueba". Siempre presentes como fuerza motriz: los pequeños y potentes accionamientos lineales LM2070.www.faulhaber.com/en/markets/modular-mechatronic-system-quick-lab/

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