Czym jest stół obrotowo podziałowy?

Jak działa i gdzie można go użyć?

Stół obrotowo podziałowy jest to przekładnia indeksacyjna, której elementem wyjściowym nie jest wał a odpowiednio łożyskowany dysk.
Dzięki czemu stół obrotowo podziałowy, wraz z dołączonym napędem, stanowi kompletny mechanizm napędowy, do którego bezpośrednio można zamontować oprzyrządowanie maszyny, czyli np. tarczę automatu montażowego wyposażoną w gniazda robocze.

W uproszczeniu mechanizm działania można opisać w następujący sposób:

Wał wejściowy napędzany jest ruchem jednostajnym obrotowym, który jest zamieniany przez mechanizm krzywkowy na ruch indeksowany, jakim porusza się tarcza stołu. W trakcie postoju tarcza jest precyzyjnie mechanicznie pozycjonowana. Dzięki mechanizmowi krzywkowemu uzyskujemy precyzyjne pozycjonowanie oraz kontrolowaną dynamikę ruchu. Zazwyczaj sterowanie sprowadza się wyłącznie do włączenia silnika asynchronicznego 3 fazowego. Stół obrotowo podziałowy zazwyczaj stanowi integralną część maszyny, realizując przemieszczanie detali między kolejnymi stacjami roboczymi. Dzięki temu znajduje szerokie zastosowanie w wielu urządzeniach

takich jak:
– automaty montażowe
– automaty znakujące – tampodruk/ sitodruk
– automaty rozlewnicze
– pakowaczki
– stacje spawalnicze
– podajniki

Doborem właściwego rozwiązania zajmuje się dystrybutor lub producent. Do właściwego doboru konieczne są obliczenia obciążeń, jakie musi przenosić zaproponowane rozwiązanie. Określenie odpowiedniej konfiguracji stołu wbrew pozorom nie jest prostym zadaniem, istnieje mnóstwo zagadnień do przeanalizowania.

Po przedstawieniu krótkiej charakterystyki stołów omówmy je sobie bliżej.
Pierwszym parametrem określającym stół obrotowo podziałowy jest ilość podziałów.

Ilość podziałów definiuje nam ile jest pozycji zatrzymania indeksera wykonując pełen obrót elementu wyjściowego (wału, dysku, pierścienia).

Istnieją również tzw. stoły ciągłe,  czyli takie, które nie mają wyznaczonej ilości podziałów (krzywka nie ma strefy martwej). Stół pełni wtedy rolę węzła łożyskowego i przekładni, a za indeksowanie odpowiada napęd serwo lub stół kręci się ruchem jednostajnym. Takie rozwiązania stosowane są np. w maszynach rozlewniczych. 

Czas cyklu – czyli suma czasu indeksu i czasu postoju.
Czas indeksu – jest to czas, w którym następuje obrót o jeden podział.
Czas postoju – jest to czas, w którym krzywka musi się obrócić, aby zacząć kolejne indeksowanie. Czas ten można dowolnie wydłużać poprzez wyłączenie napędu,
natomiast nie da się go skrócić, ale można go aktywnie wykorzystać — jest to temat na oddzielny wpis.

Stół może pracować w 2 konfiguracjach
W trybie ciągłym lub w trybie indeksowania na żądanie
W trybie ciągłym napęd stołu obrotowo podziałowego bez przerwy obraca krzywkę. Stół wykonuje obrót o zadany podział (indeks), a następnie zatrzymuje się na czas wyznaczony przez kąt martwy krzywki, po czym następuje kolejny indeks.

W trybie „indeksowania na żądanie” stół wykonuje obrót o indeks i w zakresie kąta martwego krzywki następuje wyłączenie silnika napędzającego stół. Postój stołu trwa dowolnie długo, aż nie zostanie włączony napęd, po czym następuje kolejny indeks. Jest to najczęściej stosowany tryb pracy.

Stół obrotowo podziałowy, może być napędzany na 3 sposoby
1 – przez silnik asynchroniczny 3 fazowy z przekładnią ślimakową
Jest to najczęściej stosowany sposób. Układ jest prosty i tani do zastosowania. Stół może się obracać tylko z wyznaczoną mechanicznie ilością podziałów i z wyznaczoną przez kształt krzywki charakterystyką dynamiki ruchu.

2 – przez serwomechanizm z przekładnią.

Sposób wykorzystywany w przypadku stołu ciągłego, który opisywałem powyżej. Takie rozwiązanie daje nam duże możliwości, ponieważ ilość podziałów i charakterystyka ruchu nie jest mechanicznie wymuszona przez krzywkę, a zależy od ruchów serwa.

3 – dowolny inny sposób

Wał stołu może być również napędzany np. przez inny stół za pomocą pasa zębatego. Z tego powodu dostępne są stoły z jedno lub dwustronnym wałem napędowymi oraz występują w wersji prawej lub lewej.

Dwa stoły mogą być także napędzane z jednego silnika. Wygląda to w następujący sposób:
Pierwszy stół jest wyposażony w dwustronny wał, który z jednej strony napędzany jest przez silnik z przekładnią. Druga strona wału staje się wałem wyjściowym, którym napędzamy drugi stół. W ten sposób uzyskujemy mechanicznie zsynchronizowane 2 stoły.

Stół może być wykonany w konfiguracji prawej (czyli jeśli wał wejściowy obracany jest w prawo, to tarcza stołu będzie również obracać się w prawo) lub lewej (czyli jeśli wał wejściowy obracany jest w prawo, to tarcza stołu będzie obracać się w lewo.). Jeśli przy zamówieniu nie podamy inaczej, to stół zostanie dostarczony domyślnie w konfiguracji prawej. Nie ma to żadnego znaczenia w przypadku stołu zasilanego niezależnie, ponieważ wystarczy odwrócić fazy na silniku jeżeli stół wykonuje obrót w kierunku niezgodnym z naszymi oczekiwaniami. Natomiast jeśli stoły są napędzane z jednego napędu, to od ich konfiguracji będzie zależało czy będą się obracać w tym samym kierunku, czy w przeciwnych kierunkach.

Oczywiście silnik i przekładnia muszą być odpowiednio dobrane jeśli mają zasilać jeszcze inne urządzenia oprócz stołu, do którego są zamontowane.

Aby potwierdzić osiągnięcie pozycji stołu oraz określić, w którym miejscu musi nastąpić wyłącznie silnika, stosuje się układy pomiarowe. Najczęściej wystarcza czujnik indukcyjny współpracujący z krzywką, zamontowaną na wale krzywki stołu. Do bardziej precyzyjnego określania pozycji stosuje się enkoder. W przypadku szczególnych wymagań bezpieczeństwa może być konieczność zastosowania enkodera bezpieczeństwa.
O sposobie ustawienia i wykorzystania krzywek czujnika będzie wkrótce kolejny wpis.

Stół może również być wyposażony w sprzęgła bezpieczeństwa
sprzęgło wejściowe – montowane jest między przekładnia ślimakową a stołem obrotowo podziałowym. Sprzęgło takie zabezpiecza układ w przypadku przeciążenia układu w czasie ruchu indeksacyjnego.
sprzęgło wyjściowe – montowane na tarczy stołu zabezpieczając układ przed przeciążeniem zarówno w czasie ruchu jak i postoju.

Mogą być one zastosowane niezależnie.
Sprzęgła również są szerokim zagadnieniem, które na pewno doczeka się osobnego wpisu.


Kontakt: maciej.grzanka@gmcontrol.pl    tel: 570 368 850