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Localização:
Modelo de exposição na SPS 2018
Setor:
Fabricação de máquinas-ferramentas
Aplicação:
Robô de pórtico
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Por isso, já há anos começamos a desenvolver nossas próprias soluções de automação para poder atender da maneira mais flexível possível às necessidades dos clientes. No entanto, como somos, antes de tudo, fabricantes de máquinas-ferramentas, decidimos buscar um parceiro sólido para o desenvolvimento dessa tecnologia de automação, que nos apoiasse principalmente nas áreas de engenharia elétrica e de controle. A escolha da SEW-EURODRIVE não exigiu muita reflexão. Afinal, ambas as empresas compartilham uma relação comercial de confiança que remonta a muitos anos. Fico muito satisfeito por já termos podido apresentar na SPS 2018 um primeiro resultado dessa colaboração, na qual a EMAG desenvolveu os componentes mecânicos e a SEW-EURODRIVE ficou responsável por toda a tecnologia de energia, elétrica e de controle.Ronald Matzig, diretor geral de contas-chave da SEW-EURODRIVE na EMAG
Eliminamos seções da linha de produção, liberamos os recursos associados e tornamos as instalações como um todo mais flexíveis e produtivas para o futuro. Para isso, dispensamos o uso de um controle em malha aberta em cada robô.Klaus Just, chefe de planejamento de sistemas da SEW-EURODRIVE
Na intralogística da engenharia mecânica, os robôs de pórtico são a solução de sistema comprovada e comum para o fluxo de materiais entre máquinas ou centros de fabricação. Normalmente, as canaletas flexíveis são responsáveis pelo transporte dos cabos de energia e de dados.
Nossa inovação para robôs cartesianos acaba agora com essas canaletas flexíveis, que ocupam muito espaço e carecem de flexibilidade. Isso é possível graças a uma solução de sistema inteligente que utiliza a transmissão óptica e indutiva de sinais e a transferência de energia.
É assim que a intralogística pode ser resolvida de forma inteligente com um robô de pórtico: ao permitir que vários robôsse movam livremente na horizontalpelo mesmo percurso, tornam-se possíveis processos logísticos que dificilmente poderiam ser realizados com canaletas flexíveis. A soluçãoaté mesmosuperaos trechos sobrepostos.
Em comparação, com as correntes de canaleta flexível — que precisam se mover constantemente —, seria necessário movimentar massas significativamente maiores. Como consequência, haveria um alto nível de ruído, grande desgaste e perdas na dinâmica. Ao mesmo tempo, devido ao atrito gerado, o consumo de energia seria desnecessariamente alto. Felizmente, com a nova solução, tudo isso já é coisa do passado para a EMAG
O projeto de nossa solução de sistema para robôs de pórtico é particularmente inteligente graças à transferência indutiva de energia MOVITRANS® e à unidade de alimentação descentralizada TES. Dessa forma,nãohá maisrestrições quanto ao espaço de instalação, ao desgaste, ao consumo de energia ou a uma possível ruptura do cabo. Liberdade e alta dinâmica em vez de um número limitado de ciclos são agora o lema. Com nossa automação modular de máquinas, agora há grande viabilidade de atingir potências de transmissão entre 3 e 8 kW.
A solução de automação para a EMAG se mostra especialmente interessante quando se analisa o equilíbrio de energia. Embora sejam necessários mais de três quilowatts de potência apenas para a aceleração no eixo horizontal, o robô não precisa nem mesmo de 500 watts ao longo de todo o ciclo de carregamento por meio da cabeça coletora MOVITRANS®.
O segredo: a aplicação obtém a energia necessária para os picos de consumo damemória descentralizada MOVI-DPS®.. Esse acumulador (DPS = Drive Power Solution) é um conjunto de capacitores de dupla camada responsável pela alimentação de corrente aos robôs com uma tensão do circuito intermediário de 100 VCC.
Mas de onde vem a energia desse acumulador? Se observarmos um robô de pórtico ou seu perfil típico de deslocamento, percebemos que aqui se alternam fases de aceleração com fases de frenagem. Em vez de dissipar a energia regenerativa gerada durante as fases de frenagem — como é habitual — por meio de resistências, a solução da SEW-EURODRIVE trava essa energia de frenagem no processo por meio do acumulador de energia descentralizado.
A operação do acumulador de energia DPS é semelhante à da bomba de boost,quando os acionamentos do pórtico aceleram os robôs de zero a seis metros por segundo. A economia de energia é enorme. Pois, com essa solução MOVITRANS®,bastacompensar as perdas mecânicas. O resultado é que o sistema consome,no total, apenas 500 watts por ciclo de carga.
A comunicação no robô de pórtico também opera sem a necessidade de cabos. Em vez disso, utiliza-se uma barreira óptica de dados para o protocolo Ethernet tempo real EtherCAT® como conexão óptica com as unidades móveis. Por meio dessa barreira óptica de dados, os dados de acionamento são transmitidos em cascata para as unidades móveis do sistema. Dessa forma, não é mais necessário um sistema de controle em malha aberta para cada um dos robôs. Um ciclo dura apenas um milissegundo, praticamente sem tempos de latência a serem considerados ao enviar os valores de referência de posição interpoláveis aos controladores ou ao receber o feedback dos valores reais.
A comunicação para o funcionamento seguro também é realizada por meio do EtherCAT®. Todas as unidades móveis e a máquina como um todo estão conectadas por meio de um controlador de segurança central. Para isso, é utilizado o protocolo de segurança do EtherCAT®, o Safety over EtherCAT®, que estabelece a comunicação direta do controlador de segurança para oMOVI-C®CONTROLLER.
Essa solução permite uma troca simples de dados entre os dois controladores, além de simplificar a programação e, graças à maior densidade de informações obtida, cria as melhores condições para o diagnóstico e a depuração.
Com essa aplicação, demonstramos que tanto um mestre Safety over EtherCAT® quanto uma cortina de luz com dados EtherCAT® podem ser perfeitamente integrados ao mundo da automação da SEW-EURODRIVE.
Apenas um controle em malha aberta para até quatro robôs móveis:Um MOVI-C®CONTROLLER do nosso sistema modular de automação MOVI-C®é responsável pelo cálculo do complexo controle de movimento dos robôs.
No cálculo dos perfis de movimento, além da prevenção de colisões, trata-se da coordenaçãoexata dos robôs integrados, especialmente no que diz respeito à produtividade da aplicação como um todo.
A solução de automação de máquinas da SEW-EURODRIVE é tão flexível que permite aos usuários reagir às mudanças de maneira rápida e adaptável. Se, por exemplo, uma das máquinas do conjunto de produção precisasse do dobro da capacidade de fluxo de material, seria possível retirar e utilizar de forma flexível um robô do sistema de pórtico para essa área.
As áreas das máquinas com recursos mais móveis, por estarem “desvinculadas da linha de produção”, serão, no futuro, muito mais flexíveis e produtivas.