Toptips om de prestaties van je volgende elektrische aandrijfsysteem te verbeteren

Elektrische automatisering kan in veel industriële automatiseringstoepassingen een hogere efficiëntie, consistentie en precisie opleveren dan traditionele pneumatiek. Eenvoudige vergissingen tijdens het ontwerp en de specificatie kunnen echter ernstige problemen veroorzaken, waardoor je droom van elektrische automatisering verandert in de ‘as van alle kwaad’, aldus industriële automatiseringsspecialist Festo.

“Veelvoorkomende fouten zijn onder meer te kleine motoren op verticale assen, onjuiste overbrengingsverhoudingen en een onjuiste uitlijning van de geleiders. Dit alles leidt tot suboptimale machineprestaties en voortijdig falen van componenten,” zegt Ben Lloyd, EA Product Manager bij Festo. De gevolgen voor eindgebruikers kunnen onder meer een hoger energieverbruik, hogere onderhoudskosten en een lagere productiviteit zijn.

Op basis van de bevindingen van onderzoeken naar voortijdige defecten aan componenten heeft Festo een gratis te downloaden gids samengesteld met de tien meest voorkomende fouten bij elektrische assen. Deze worden daarin geïdentificeerd en voorzien van advies over best practices voor het optimaliseren van de prestaties van elektrische automatiseringssystemen. De belangrijkste tips van Festo zijn:

1. Houd rekening met trillingen 

Bij het selecteren van een lineaire as raadplegen designers terecht het gegevensblad van de fabrikant voor informatie over de juiste vermogens- en koppelparameters. Er moet echter ook rekening worden gehouden met omgevingsfactoren zoals trillingen om ervoor te zorgen dat de gewenste levensduur wordt bereikt. Gebeurt dit niet, dan kan de werkelijke levensduur veel korter zijn dan voorspeld op basis van het gekozen vermogen
en koppel.

Een nauwkeurigere voorspelling van de levensduur van componenten verkrijg je door tijdens de berekeningen een specifieke factor toe te passen op de belasting, als functie van de verwachte trillingen. Deze factor ligt tussen 1³ en 2³ en geeft de sterkte van de invloed van de trillingen op de levensduur aan. In het gegevensblad van elke component staat hoe de invloed van trillingen op de levensduur kan worden berekend.

2. Zorg voor volledige smering 

Elektrische automatiseringscomponenten moeten soms herhaaldelijk zeer korte en nauwkeurige bewegingen maken. Dit kan problemen opleveren voor een goede smering, wat kan leiden tot vastlopen of defecten van componenten. Een kogelomloopspindel heeft bijvoorbeeld een vetreservoir dat ervoor zorgt dat de aandrijving tijdens het gebruik continu wordt gesmeerd. Bij toepassingen waarbij slechts een zeer beperkte slaglengte wordt gebruikt, bewegen de kogels in de kogelomloopspindel nauwelijks en worden ze dus niet met nieuw vet bedekt.

In dergelijke gevallen moet periodiek een verlengde slag, of “smeerbeweging”, worden gemaakt. Idealiter wordt deze actie in de machinesoftware geprogrammeerd: bijvoorbeeld aan het einde van elke dienst of elke productieserie. Tijdens de ontwerpfase moet rekening worden gehouden met de smeervereisten om ervoor te zorgen dat een beweging over een langere slaglengte mogelijk is.

3. Thermische prestaties 

Het thermische model van de motor en aandrijving speelt een belangrijke rol bij de juiste keuze van de aandrijving. Verwarmings- en koelcycli worden doorgaans beïnvloed door het feit of de toepassing vereist dat de elektrische aandrijving continu of met tussenpozen werkt. Bij toepassingen met intermitterende werking hebben de componenten de tijd om af te koelen. Dit heeft een positief effect op hun levensduur, wat betekent dat het vaak mogelijk is om een minder krachtige versie te kiezen dan voor continu gebruik.

De Electric Motion Sizing-tool van Festo helpt ontwerpers en machinebouwers hiermee rekening te houden. Gebruikers voeren eenvoudig de pauzetijden tussen de bewegingen in, samen met andere typische toepassingsvereisten zoals beweging, massa en snelheid. De online tool biedt aanvullende nuttige fabrikant-onafhankelijke tips om rekening mee te houden bij het ontwerpen van nieuwe machines. 

Rekening houden met trillingen, smering en thermische prestaties zijn maar drie manieren om de prestaties en levensduur van je elektrische aandrijving te verbeteren. Voor een breder overzicht heeft Festo meer tips verzameld, gebaseerd op ervaring in het veld, en deze gebundeld in een gratis te downloaden gids met de titel ‘De tien meest gemaakte fouten met elektrische assen’. Gebruik deze gids de volgende keer dat je een systeem ontwerpt om vermijdbare fouten uit te sluiten en ervoor te zorgen dat je elektrische aandrijvingen hun volledige levensduur halen.

Festo’s  ‘Tien meest gemaakte fouten met elektrische assen’ kan hier worden gedownload: https://www2.festo.com/Tienmeestgemaaktevergissingen?fwacid=bbb64c916856058