Motor para el movimiento más dinámico - amortiguadores de seguridad para mayor tranquilidad

Cuatro amortiguadores de seguridad de los amortiguadores ACE protegen las posiciones finales de un motor de área de accionamiento directo, que fue desarrollado en el Instituto de Tecnología de Fabricación y Máquinas Herramientas (IFW) en el centro de tecnología de producción de la Universidad Leibniz de Hannover. El nuevo concepto de equipo universitario es muy interesante para máquinas altamente dinámicas y puede, entre otras cosas, aumentar la productividad de las máquinas herramienta.

El proyecto de Hannover, que ha sido financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG) desde 2010, se utiliza para la investigación fundamental de un sistema de coordenadas múltiples de dos ejes, directamente conducido, con aplicabilidad particular en máquinas herramienta. Además del trabajo intensivo en el motor, el equipo de IFW se ha centrado, entre otras cosas, en proteger las posiciones finales de su sistema. Como informan los científicos de ingeniería Jan Friederichs y Jonathan Fuchs, fue especialmente importante durante la fase de desarrollo proteger los prototipos de la mejor manera posible para evitar tiempo y costos debido a fallas innecesarias y evitar retrasos en el proyecto.

Los dos, junto con otro personal científico y su profesor, han tenido buenas experiencias en el pasado con los elementos de la máquina de ACE Stoßdämpfer GmbH, donde Jan Friederichs explica: "Si se necesita el retardador IFW, gustosamente recurre a ACE". Jonathan Fuchs confirma los buenos. Experiencia con la empresa. Él y otros investigadores a menudo usan una herramienta ofrecida por ACE en www.ace-ace.de/de/berechnungen.html para verificar, entre otras cosas, la viabilidad de nuevas ideas con respecto al dimensionamiento de los amortiguadores de seguridad incorporados. Para este propósito z. B. la masa en movimiento, la velocidad de impacto de las masas en los amortiguadores o los amortiguadores y, además, las fuerzas de accionamiento que actúan, la potencia de accionamiento o el par de accionamiento se tienen en cuenta.

Al determinar la solución adecuada, se asumió que, en el peor de los casos, una masa en movimiento de 10 kg golpea el amortiguador respectivo a una velocidad de 4 m / s con una fuerza motriz de 500 N. La combinación de energía cinética y de impulso dio como resultado una energía total / carrera de 104,5 Nm. Sobre la base de los datos recopilados y teniendo en cuenta el hecho de que no se deberían instalar constantemente nuevos amortiguadores en caso de desarrollos adicionales, se tomó la decisión de instalar cuatro amortiguadores de seguridad del tipo SCS33-50 EUD.

Los amortiguadores de seguridad autoajustables reducen la energía cinética.

Los amortiguadores de seguridad de la serie SCS33 a 64 se caracterizan por una tecnología de amortiguación única, un cojinete de guía endurecido y una rosca continua. Esta familia de amortiguadores está especialmente diseñada para el uso de paradas de emergencia y, gracias a su diseño compacto en los tamaños M33 x 1,5 a M64 x 2, se puede usar de varias maneras, como en portal, sistemas de transporte o máquinas de ensamblaje. El material y la tecnología de los elementos de la máquina autoajustable permiten cambios de carga 1000.

El cuerpo del amortiguador, el vástago del pistón, la cabeza y los accesorios consisten en acero mecanizado de manera diferente, el resorte de compresión está galvanizado o recubierto de plástico. La vida útil máxima se logra si la temperatura ambiente no excede o cae por debajo de los valores de -12 ° a 70 ° C. Si es necesario reemplazar los amortiguadores, es extremadamente fácil de hacer gracias a una gran cantidad de accesorios y piezas de conexión. Combinado con el diseño compacto, la integración posterior en proyectos existentes también es fácilmente posible. Los modelos utilizados con el motor de superficie son capaces de recibir 50 Nm / carrera a una carrera máxima de 620 mm sin parada fija. Además de estas variantes, ACE también tiene amortiguadores optimizados en existencia. Con ellos, el consumo de energía aumenta en más de 50% a 950 Nm / carrera. Pero luego la vida se reduce a un máximo de cinco golpes.

El motor de área se puede aumentar aún más

Lo especial se basa en el principio de excitación síncrona con imán permanente. Motor linealEl motor de superficie basado en es la alta fuerza de avance. Por lo tanto, esta solución es superior a los conceptos de accionamiento planos anteriores. Generalmente se basan en el principio de renuencia para generar las fuerzas de avance en un plano. Debido a su principio, estos motores generan sólo fuerzas de avance relativamente pequeñas. El motor desarrollado en IFW también ofrece la innovadora tecnología de bobinado cruzado. Los devanados para las distintas direcciones de alimentación están apilados perpendicularmente entre sí. Dado que los dos sistemas de bobinado sólo se influyen ligeramente entre sí, es posible utilizar controladores de eje estandarizados. Mediante el uso de imanes permanentes dispuestos en forma de tablero de ajedrez, el motor de superficie alcanza una alta densidad de potencia y, por tanto, puede utilizarse en máquinas herramienta altamente dinámicas.

El motor también se ha optimizado con respecto a las fuerzas perturbadoras típicas de los accionamientos directos lineales. Mediante un método para calcular la geometría óptima del motor, las fuerzas de retención y las ondas de fuerza de alimentación se reducen significativamente. Además, esto logró un aumento en la fuerza de alimentación. A medida que las fuerzas dinámicas actúan sobre el accionamiento durante el mecanizado de una pieza de trabajo, el IFW investigó, entre otras cosas, el comportamiento al fresar caminos circulares y cavidades en piezas de trabajo de aluminio y, por lo tanto, la influencia de las fuerzas en el comportamiento de posicionamiento durante un proceso de mecanizado. Esto dio como resultado la posibilidad de un análisis orientado al proceso del comportamiento del accionamiento en interacción con el proceso de fabricación.

La transferencia del conocimiento adquirido a otros tamaños es ahora el foco de las actividades. Jonathan Fuchs ha diseñado un motor de superficie más grande compuesto por módulos prototipos 16 y, gracias al apoyo del DFG, los ha producido. Debido a la modularidad desarrollada del motor, se pueden realizar diferentes tamaños del motor de superficie dependiendo de los requisitos industriales. El nuevo motor de superficie producirá fuerzas máximas de hasta 4800 N y fuerzas nominales alrededor de 2400 N por eje. Combinado con el campo magnético permanente, se pueden lograr viajes individuales independientemente del tamaño del motor de superficie.

Según los investigadores, las posibles aplicaciones se encuentran en las tecnologías de torneado y fresado o rectificado, así como en la tecnología de manejo o en las unidades de posicionamiento. Las máquinas especiales y de ensamblaje con alta dinámica y precisión de posicionamiento también son adecuadas para su uso.

Especialmente para consultas de socios de estas industrias, los investigadores están abiertos a llevar a cabo la transferencia de investigación básica exitosa a aplicaciones concretas.

Arriba: motor de área con imanes de parte secundaria

Los autores son Jonathan Fuchs, Jefe de Componentes y Sistemas de Monitoreo del Instituto de Tecnología de Fabricación y Máquinas Herramientas en el Centro de Tecnología de Producción de Leibniz Universität Hannover y Robert Timmerberg, periodista y copropietario de Plus2 GmbH, Agencia de Prensa y Publicidad, en Wermelskirchen.