MM: Jakie są kierunki rozwoju modułów liniowych?

Michał Tomala: Rozwój modułów liniowych skupia się głównie na systemach przenoszenia napędu oraz budowaniu wieloosiowych układów. Napęd w modułach najczęściej jest realizowany przez pasek lub śrubę, jednak coraz częściej zastępuje je silnik liniowy. Napęd ten odznacza się dużą precyzją ruchu, jest odpowiedni do małych i dużych prędkości. Nie wymaga budowy skomplikowanych przekładni, instalowania sprzęgieł. Zmniejsza tym samym masę i rozmiary całego urządzenia, zwiększając jego wydajność. Oprócz silnika liniowego bardzo ciekawym rozwiązaniem oferowanym przez NTN-SNR jest przesuw realizowany przez listwę zębatą. Zapewnia on uzyskanie dużych prędkości i teoretycznie pozwala osiągać nieograniczoną wartość przesuwu. Budowa układów wieloosiowych polega na łączeniu kilku modułów, co pozwala znacząco zwiększyć funkcjonalność całego układu oraz znacznie rozszerza możliwość stosowania.

>>Charakterystyka modułów liniowych<<

W jakie dodatkowe akcesoria mogą być wyposażone prowadnice liniowe?

Michał Tomala: Najczęściej wybieraną opcją w prowadnicach liniowych jest dodatkowe uszczelnienie. Oprócz standardowego uszczelnienia wózka składającego się z uszczelki wewnętrznej, bocznej oraz zamykającej dodatkowo można zainstalować uszczelnienie dwuwargowe, zgarniacz blaszany (chroniący przed wiórami metalowymi, usuwający duże zanieczyszczenia z prowadnicy) czy uszczelnienie MLS (w ofercie NTN-SNR). To ostatnie jest o tyle ciekawe, że składa się z kilku warstw laminatów nasączonych olejem, które bardzo dobrze chronią układ przed silnymi zanieczyszczeniami. Warto również wspomnieć, że wózek może być wyposażony w specjalną uszczelkę zmniejszającą tarcie.

Kolejnym dodatkiem może być osłona otworów montażowych szyn profilowych. Powoduje ona, że nic nie dostaje się do otworów, a przesuwający się po szynie wózek nie zbiera żadnych zanieczyszczeń. Ochronę przed zanieczyszczeniami stanowią również mieszki, które mogą osłaniać całą szynę profilową. Całość można pokryć specjalną powłoką antykorozyjną. Prowadnice mogą być wyposażone w elementy zaciskowe (ręczne i pneumatyczne). Pozwalają one zablokować wózek w dowolnym położeniu. Do tego wszystkiego należy dodać szereg czujników, które będą spełniać przeróżne funkcje, np. będą wskazywać dokładne położenie wózka. Lista dodatkowych akcesoriów może być naprawdę długa i w dużej mierze jest ona uzależniona od oczekiwań klienta.

Jakie są wady i zalety stosowanych napędów w modułach liniowych?

Michał Tomala: W modułach możemy wyróżnić cztery napędy realizujące przesuw: pasek zębaty, śruba, listwa zębata i silnik liniowy. Popularnym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest napęd realizowany przez pasek zębaty. Zapewnia dużą dynamikę ruchu, pokonywanie długich dystansów i jest bezobsługowy. Do jego wad należy zaliczyć małą odporność na obciążenia dynamiczne, małą powtarzalność ruchu, niewielką sztywność oraz konieczność doposażenia układu w przekładnię. Napęd realizowany przez śrubę zapewnia dużą precyzję ruchu i powtarzalność, nadaje się do przenoszenia obciążeń dynamicznych oraz posiada dużą sztywność. Wymaga natomiast smarowania, ma ograniczoną prędkość przesuwu ze względu na prędkość krytyczną śruby i nie jest odpowiedni do pokonywania długich dystansów. Listwa zębata z kolei teoretycznie gwarantuje nieograniczoną długość przesuwu, przenosi duże obciążenia dynamiczne, posiada bardzo dużą sztywność i nadaje się do dużych prędkości. Wymaga jednak smarowania i ma niską precyzję ruchu oraz niewielką powtarzalność. Silnik liniowy natomiast zapewnia dużą dokładność ruchu, powtarzalność, dynamikę, jest bezobsługowy, nadaje się i do małych, i bardzo dużych prędkości, teoretycznie ma nieograniczoną możliwość przesuwu. Wadą jest brak funkcji hamowania w przypadku braku zasilania. Dlatego stosowanie tego rodzaju napędu w pozycji pionowej nie jest wskazane. Minusem jest również cena modułu wyposażonego w silnik liniowy. To obecnie najdroższe rozwiązanie na rynku.

Porównanie tych czterech rodzajów napędów modułów liniowych pokazuje, że wybór odpowiedniego nie jest sprawą oczywistą. Trzeba uwzględnić wiele czynników i nie zawsze najdroższe będzie rozwiązaniem najlepszym.

W jakich aplikacjach używa się modułowych prowadnic liniowych?

Michał Tomala: Zastosowanie modułów liniowych jest praktycznie nieograniczone. Ze względu na swoją uniwersalność zyskują one coraz większą popularność, a trzeba pamiętać, że jest to całkiem nowy produkt. Rozwój tych urządzeń nastąpił w latach 90. i od tamtej pory systematycznie powiększa się grono użytkowników. Przykładowe aplikacje, w których możemy spotkać moduły liniowe, to: drukarki, obrabiarki, manipulatory, linie produkcyjne, różnego rodzaju maszyny przemysłu spożywczego, farmaceutycznego czy nawet ciężkiego. Trzeba również dodać, że produkty te ciągle podlegają rozwojowi, otwierając nowe możliwości zastosowań, np. zmniejszając swoje gabaryty czy podnosząc maksymalne nośności i prędkości.

Na co zwracają uwagę klienci, przedstawiciele fabryk przy wyborze urządzeń techniki liniowej?

Michał Tomala: Każdy użytkownik chciałby mieć niezawodną i pewną maszynę. Dlatego kluczowymi parametrami przy wyborze odpowiednich urządzeń techniki liniowej są jakość i trwałość. Na te dwa parametry składa się wiele czynników. Oprócz wysokiej jakości komponentów użytych do produkcji elementów techniki liniowej oraz samej obróbki i procesu montażu bardzo ważnym czynnikiem jest wsparcie techniczne. Klienci mają różne wymagania, dlatego dokładne poznanie ich potrzeb zapewnia dobranie odpowiedniego produktu, który zagwarantuje długie i bezawaryjne użytkowanie.

Jak na przestrzeni ostatnich lat zmieniały się i rozwijały prowadnice liniowe modułowe?

Michał Tomala: Na przestrzeni ostatnich lat moduły znacząco zmieniały swoje parametry użytkowe. Zwiększona została nośność, odporność na skręcanie, podwyższono prędkości przesuwu. Poprawa tych parametrów była możliwa dzięki zastosowaniu nowych konstrukcji obudów, ulepszeniu systemów prowadzących i napędowych. Porównując starsze moduły, trudno zauważyć zmiany w obudowie, musielibyśmy zobaczyć jej przekrój. Natomiast z całą pewnością zauważymy zmiany w sposobie realizacji przesuwu. W starszych egzemplarzach nie spotkamy modułów z listwą zębatą czy silnikiem liniowym.

Zdarza się, że klienci, chcąc podnieść wydajność swojej maszyny, decydują się na zakup tej samej serii, ale z nowszym systemem przesuwu i prowadzenia (np. listwa zębata i rolki). Moduł z prowadzeniami opartymi na rolkach pozwala osiągnąć maksymalną prędkość przesuwu do 15 m/s, natomiast standardowy system oparty na prowadnicach liniowych pozwala uzyskać prędkości dochodzące do 5 m/s. Różnica jest duża, a maszyna wyposażona w nowy system staje się bardziej wydajna.

Czy modułowe prowadnice liniowe to rozwiązania katalogowe, czy mogą one zostać wykonane na indywidualne zamówienie klienta?

Michał Tomala: Modułowe prowadnice liniowe nie są do końca typowymi produktami katalogowymi. Przy wyborze opieramy się co prawda na produktach, które mamy w katalogu, ale dobieramy do niego wiele różnych detali, uwzględniając indywidualne potrzeby klienta. Ta sama seria może mieć różny przesuw, różną długość. Może być wyposażona w wiele dodatkowych elementów i czujników, które znaczący wpłyną na realizowane przez niego funkcje. Do tego dochodzi jeszcze sposób realizacji przesuwu oraz wybór systemu prowadzącego.Uwzględniając wszystkie dostępne opcje, możemy uzyskać dwa odrębne produkty z tej samej serii. Oczywiście, jeśli klient ma taką potrzebę, jesteśmy w stanie zaprojektować i wykonać specjalny moduł według jego projektu, jednak w większość przypadków indywidualne projekty są realizowane przy budowie układów wieloosiowych.

 Rozmawiał Dariusz Łuciów