Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo OPL Al MM H jntm ji ji/i Ccclfl/I VurlH LUBRICANTS ISSN 1318 - 7279 I APRIL 19 / 2013 / 2 o Intervju o Ventil na obisku o Učinkovitosthidravlične stiskalnice o Proporcionalni ventili z vgrajeno elektroniko © Procesi pri robotski manipulaciji ©Kako izbrati infrardeči termometer? o Robotska celica za predobdelavo za avtodome o Robotska linija za manipulacijo s katalizatorji POCLAIM HYDRAULICS ^>Padain Driving Values for the Future (j) NORGREN SICK Sensor Intelligence. FANUC ROBOTICS EUROPE omRon www.miel.si Elementi in sistemi za industrijsko avtomatizacijo S\A Ai\f\ s L/nr r\j HYDRAULIC MOVEMENT KlDIS^ÄWtDDSÄ OPL Rexroth Bosch Group Zastopstvo Clean Room Ergonomija Vitka proizvodnja Fleksibilna avtomatizacija Hidravlične* SjG^fcavine» Hidrc3Vli(±ni Sii&fe^mi Eatoritve3 Potni, tlačni in tokovni ventili za odprte tokokroge j ■'^ Zavorni ventili in izplakovalni ventili za zaprte tokokroge Posebni ventili in bloki POCLAIN HYDRAULICS DRIVING INNOVATION EPSON EXCEED YOUR VISION Robots — Control ProSix a 1 . ;j .............I............... f !!■!■!■!!!!!! - 1111111111111111111111I. .................humum — * iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii _ RC-620 mj; RS-3 C3 DAX Electronic Systems, d.o.o. Automation - Robotics - Electronic Instrumentation www.dax.si +386-3-56-30-500 EPSON Factory Automation Official Distributor Vaš partner za avtomatizacijo v avtomobilski in dobaviteljski industriji • Razumeti procese - od preoblikovanja pločevine do proizvodnje motorjev in menjalnikov • Razvijanje rešitev - skupni inženiring • Ustvarjanje sinergij - vse iz enega vira www.festo.com/automobil Festo, d.o.o. Ljubljana Blatnica 8 SI-1236 Trzin Telefon: 01/ 530-21-00 Telefax: 01/ 530-21-25 Hot line: 031/766947 info_si@festo.com www.festo.si Impresum 89 Beseda uredništva 89 ■ DOGODKI - POROČILA - VESTI 94 ■ NOVICE - ZANIMIVOSTI 102 Seznam oglaševalcev 162 Znanstvene in strokovne prireditve 91 Naslovna stran: OPL Avtomatizacija, d. o. o. BOSCH Automation Koncesionar za Slovenijo IOC Trzin, Dobrave 2 SI-1236 Trzin Tel.: + (0)1 560 22 40 Fax: + (0)1 562 12 50 FESTO, d. o. o. IOC Trzin, Blatnica 8 SI-1236 Trzin Tel.: + (0)1 530 21 10 Fax: + (0)1 530 21 25 OLMA, d. d., Ljubljana Poljska pot 2, 1000 Ljubljana Tel.: + (0)1 58 73 600 Fax: + (0)1 54 63 200 e-mail: komerciala@olma.si Poclain Hydraulics, d.o.o. Industrijska ulica 2, 4226 Žiri Tel.: +386 (04) 51 59 100 Fax: +386 (04) 51 59 122 e-mail: info-slovenia@po-clain-hydraulics.com internet: www.poclain-hy-draulics.com PARKER HANNIFIN Corporation Podružnica v Novem mestu Velika Bučna vas 7 8000 Novo mesto Tel.: + (0)7 337 66 SO Fax: + (0)7 337 66 SI IMI INTERNATIONA L, d. o. o. (P.E.) NORGREN HERION Alpska cesta 37B 4248 Lesce Tel.: + (0)4 531 75 50 Fax: + (0)4 531 75 55 SICK, d. o. o. Cesta dveh cesarjev 403 0000 Maribor Tel.: + (0)1 47 69 990 Fax: + (0)1 47 69 946 e-mail: office@sick.si www.sick.si MIEL Elektronika, d. o. o. Efenkova cesta 61, 3320 Velenje Tel: +386 3 898 57 50 Fax: +386 3 898 57 60 www.miel.si www.omron-automation.com MAPRO d.o.o. Industrijska ulica 12, 4226 Žiri Tel.: 04 510 50 90 Faks: 04 510 50 91 www.mapro.si FANUC Robotics Czech s.r.o. U. Pekarky 1A/484 180 00 Praha - Liberi, CZECH REPUBLIC Tel.: +420 23 40 72 900 Fax: +420 23 40 72 910 www.fanucrobotisc.si VISTA Hidravlika, d. o. o. Kosovelova ulica 14, 4226 Žiri Tel.: 04 5050 600 Faks: 04 5191 900 www.vista-hidravlika.si ABB d.o.o. Ko prska ulica 92, 1000 Ljubljana Tel.: +386 (0)1 2445 440 Fax: +386 (0)1 2445 490 e-mail: info@si.abb.com š "V-GSI-It OPL fESTU 4UU 118 - 7279 I APRIL 19 / 2013 / 2 • Proporcionalni ventili z vgrajeno elekt • Procesi pri robotski manipulaciji • Kako izbrati infrardeči termometer? • Robotska celica za predobdelavo za a^ • Robotska linija za manipulacijo s katalizatorji Ergonomija Vitka proizvodnja Fleksibilna avtomatizacija ■ INTERVJU Hella Saturnus za luksuznega Infinitija izdelala meglenko 90 ■ PREDSTAVITEV Goran TOMŠIČ: Uspešen začetek superračunalniškega projekta PRACE v Sloveniji 92 ■ VENTIL NA OBISKU HIDRIA - Inštitut za materiale in tehnologije 112 ■ HIDRAVLIČNA STISKALNICA Harald LOHSE, Jürgen WEBER: Simulation-Based Investigation of the Energy Efficiency of Hydraulic Deep Drawing Presses 116 ■ HIDRAVLIKA Peter ROBSON, Bernd ZÄHE: Proportional valves with embedded electronics 126 ■ ROBOTIKA Tomaž KORITNIK, Darko KORITNIK: Optimizacija periodične razvrstitve procesov pri robotski manipulaciji 134 ■ TERMOGRAFIJA Bojan TEŽAK: Kako izbrati infrardeči termometer? - 2. del 138 ■ IZ PRAKSE ZA PRAKSO Žiga MAJDIČ: Robotska celica za predobdelavo s plazmo in nanos lepilno-tesnilne mase na vgradne elemente za avtodome 144 ■ AKTUALNO IZ INDUSTRIJE Ventili za hitro odzračitev MS..-SV-E in -C (FESTO) 148 ■ NOVOSTI NA TRGU Miniaturni optini senzorji v nerjavnem okrovu (FBS Elektronik) 151 Nova optična vlakna OMRON serije E32-LT/LD z vgrajeno zbiralno lečo (MIEL Elektronika) 151 Prenosna naprava za analizo olja - iCountBSplus (PARKER HANNIFIN) 152 UNIDRIVE M - nova družina pogonov podjetja CONTROL TECHNIQUES (PS) 151 Valji z zmanjšano porabo energije - IVAC (NORGREN) 150 Inkrementalni dajalniki pozicije DBS36 in DBS50 (SICK) 153 Ojačevalnik iztoka ZH-X185 (SMC) 152 Cenovno ugodni krmilniki Allen-Bradley Micro850 (TEHNA) 153 ■ PODJETJA PREDSTAVLJAJO Visoko produktivna fleksibilna robotska linija za manipulacijo s katalizatorji (YASKAWA Slovenija) 154 ■ LITERATURA-STANDARDI-PRIPOROČILA Evropsko prometno pravo 158 Nove knjige 159 DVOROČNI ROBOT SDA10 Izboljšajte produktivnost vašega podjetja! Naredite več, bolje in v krajšem času! Dvignite pričakovanja, izpolnite vaš potencial. Prestopite v svet avtomatizacije! Y YAS KAWA Yaskawa Slovenija d.o.o., T: + 386 (0)1 83 72 410, www.yaskawa.eu.com © Ventil 19 (2013) 2. Tiskano v Sloveniji. Vse pravice pridržane. © Ventil 19 (2013) 2. Printed in Slovenia. All rights reserved. Impresum Internet: http://www.revija-ventil.si e-mail: ventil@fs.uni-lj.si ISSN 1318-7279 UDK 62-82 + 62-85 + 62-31/-33 + 681.523 (497.12) VENTIL - revi-a za fluidno tehniko, avtomatizacijo in mehatroniko - Journa l for Fluid Power, Automation and Mechatronics Litnik 19 Volume (Letnica 2013 Year Številka 2 Number Revija je skupno glasilo Slovenskega društva za fluidno tehniko in Fluedne tehnike pri Združenju kovinsknindustri-je Gospodarske zbornice Sloveni-e. Izhaja šeslkrat letno. Ustanovitelja: SDFT inGZS-ZKa-FT Izdajatelj: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Glavni in odgovorni urednik: prof. dr. Janez TUŠEK Pomočnik urednika: mag. /Anton SdUŠEK Tehn ičn i tecd nik: Roman PUTRIH Znansfem-sfrckovni svet: izr. prof.dr: Majk ATANASIJEVIČ-KUNC, FE Ljubljana izr. prof. dr. Ivan BAJSIC, FS Ljubljana doc. df Andrej BOMBAČ, FS Ljubljana pton. dr. Peter BUTALA, FS Ljubljana prof. dr. AlexanderCZINKI, Fachhochschule Aschaffenburg, ZR Nemčija (doc. dr. Edvard DETIČEK, FS Marit^op prof. dir Janez DIACI, FS Ljubljana proj. dr-. Jož^e D1HOVNIK,FS Ljubrljjaina izr pro-f. Sr. Niko HERAKOVIČ, FS Ljubljana mag. Frapv JEROMEN, GZS - ZKI-FT izr. prof. dr. Roman KCAE^NNIK, FE Ljubljana prof. dr. Peter KOSACEK, TUDunaj, Avstrija mag. Mrlilan KOPAČ, KLADIVARŽiri ddjfc. dr. Darko LOVREC, FS Maribor izr. [pror. dr. S^aantiago T. PUENTE MÉNDEZ, University of vAlicante, ŠpnTja doc. dr. Franc fVlAJDIČ, FS Ljubl-ana prof. dr. Hubertus MURRENHOFF, RWTH Aachen, ZR Nemčija prof. dr". Gojko NIKOLIC, UniFerza vZagrebu, Hrvaška izr. prof. dr. Dragiaa NOE, FS Ljubljana dec. dr. Jože PEZDIRNIK, FS Ljubljana Ma-tin PIVK, univ dipl. inž., Šola za rtrojništvo, Šlofj a Loka prof. dr.Aloj z SLUGA, FS Ljubljana prof. dr. draarre ŠIROK, FS Lj ubljana izr. ffrof. dr. Žkeljko ŠITUM, Fakultej strojarstva i Vrodogra- dnjp Zagreb, Hrvaška prof. dr. JonezTUŠEE, FS Ljublana prof. dr. Hironao YAMADA, Gifu University, Japonska OTHkovanje naslovnice: Miloš NAROBÉ OTHkovanje oglasov: Ntrobe Studio, d.o.o., Ljulbrlrana Lektoriranje: Marjeta HUMAR, prof, dr Paul McGUINESS Računalniška obdelava in grafična priprava za tisk: gjafex agencija | tisl^arna d.o.o., Izlake Tisk: LITTERA PICTA, d. o. o., Ljubljana Marketing in distribucija: Romsrn PUTRIH Naslov izdajatelja in uredništva: UL, FakultetR za sirojnlštvo - Uredništvo revije VENTIL Aškerčeva 6, POB 304,1000 Ljubljana Telefon: + (0) 1 47PS-704, faks: + (0) 1 2518-567 in k j0) 1 4771-772 Taklada: 1L00 izvodov Cena: 4,00 EUR - letna naročnina 24,00 EUR Revijo sofinancira Javna agencija za knjigo Republike Slovenije (JAKRS). Revija Ventil je indeksirana v podatkovni bazi INSPEC. Na podlagi 25. člena Zakona o davku na dodano viedoost spada revija med izdelke, za katere se plačuje 8,5-idsltotni davek na dodano vrednost. Ali smo slovenski inženirji res samo dobri strokovnjaki, raziskovalci in znanstveniki Verjet no je Slovenija država, v kateri je število direktorjev z i nžen irskim nazivo m najnižje v Evropi. Direktorska mesta pri nas so bila i n so še vedno rezervirana predvsem za nkono-miste in pravnike. Mogoče je to tudi razlog za gospodarsko krizo. Gospodarska kriza pri nas re v eelo veliki meri tudi khiza vodenja podjetij.Številea podjetja so se znašla v kiizi predvsem oaradi slabega vodstva. Številna so bila za io todi prodana in pod eujim lostni-štvom dobro dklajo. Če nekoliko podiob k no pogledamo samo nekatera podjetja s tehničnega področja, ki so v tuji l asti in v kateeih so bili slovenski menedžerji slabi,inženirji pa dobri, kar se je izkazalo v zadajih letih, če ne celo desetletj ih. In danes so slovenski inžonirji še vedno zelo uspešni, de ne odlični, v številnih prodani It podjetjih. V Nazarjah je bilo zeano podjetje Gorenje - Mali gospodinjski aparati. Vrsto let so so ubadali z likvidnost nimi težavami in z rentabil nostjo poslova nje. V sredin i devetdesetit let je bilo podjetje pro dano nemš kemu ko ncernu BSH - Bosch Siemenz Hausgarete. (Od takrat poslujejo več čor odlično. Celo več, matično podjetje je iz Nnmčije v Nazaj preselilo razvojni oddelek, v keterem so zaposleni in se še zaposlujejo številni inženirji, raagistraedi ip doktoran di naših takultet raz ličnih usmaritev. Leta 2007 so v razširitev proizvo dnje vložili 7 milizonov ekrov. Zelo veliko denarjr in tasa posvečajo inovacijam, izboljšavam in patontom. Samo lkta 2008 so na evropskem nivoro prijavili 14 patentov. Podjetje na raziskovalnem področju rkdeluje z univerzami v Ljubljani in v Mariboru terz nekaterimi nemškimi univečzam i. Podošn a zg odba vklje zn Hello Saturnus v L-jubljšni. Z vstopom nemškega kon-cerna v to ljubljansko pohjetje jp to dobesedno zacvetelo. Koneekn Hellaima v svetu 60 podjeto za proizvodnjo avtomobilskih i n drugih luai, ki so vtride setih državah po celem svetu. V saoji sestavi ima l e pes razvojnih centrov/, ki so locira niv Nemčiji, na .Japonskem, vJužni Koreji, zDa in v Ljeblrani. V ljubljanskem razvojnem od delku Helle vsaka leto zaposlijo vreoč: kot deset inžonirjev razzličiTiih usme rite^ve. Tudioni se velileo posvečajo ino\/acijam. Pred kratkim je zelo odmevala njihova inovacija na podzočju LaD-meg lenke (apgl. Lighti Emititing Diade), ki sojo sami rabili in jo bodz prodaeali encime večjilo svetovnih aztomobils^h koncernovz. Tudi za raziskovalce v HeMi Saturn lekko zsp^emo, da so povezani z raziskovalci na več fakul tetah in univerzek Znanoje, da so bile slovensko železarne in jeklapne stalpo v krizi in so zelo pogosto poslovale z negativno bilanco. Pred dobrimi šestimi leti je večino slovenskih železarn in jeklern pzevzelo tuje podjetje. O d tak rat po do danes posluj«Epjo zelo aspzrnoi Že več let ves dobičei, če tudi je tiuji lasenik, vlagajo v/ razvoj novi Hi produktov d) dpieajo in «^i rir cj razvojne oddelke h veliko vlagajo ve razvoj novih produktov, piredvsem rovih oeoddi° jej neozih nerjavnih _jeekejl in ^odiarnih materialov za vaejenje. ^ci|^oslujejo slovenske inženirrd različnih staok. Četrto slozensko pod^er s tehndnega področja, ki je v domačem lartnintvu skoraj prro|uccllo in uspešno deluje pod tuiimi lastniii^e Iskraemeco (Iskra števci). V njem je bil močno angrniran tudi znani slovensji ekronomij^t p^jof.Jc<že Mencinjer, kjer je; želni prenesti svojo teorijo o nac¡onalnem interesu v p rakso. Pos1— -I-I mi» ii nu«*JO TOiNIKO. WT0MMBM1K» n MEIVOHOMIKO telefon: + {0} 1 4771-704 telefaks: + {0} 1 4771-761 http;/Avvvw.fs.u ni-lj. svVenti ]/ e-mail: venlil@fs.uni-li.si Vse za hidravliko LE-TEHNIKA D.O.O. ŠUCEVA 27, KRANJ Telefon: 04 20 20 251 www.le-tehnika.si e- mail:hidravlika@le-tehnika.si Prodajamo več vrst hidravličnih črpalk za traktorje: DEUTZ, CARRARO, FIAT, LINDNER, STEYR, IMT, TOMO VINKO VIČ Poročilo o konferenci AIG'13 V petek, 5. aprila, smo zaključili 8. konferenco AIG'13. Tokrat je za razliko od prejšnjih let potekala v konferenčnih prostorih hotela City v središču Maribora, ki je po mnenju mnogih udeležencev pomenil prijetno spremembo za druženje in pa tudi za spremljanje dogodkov. Organizator konference je bilo Društvo avtomatikov Slovenije v sodelovanju s Fakulteto za elektrotehniko, računalništvo in informatiko v Mariboru, ljubljansko Fakulteto za elektrotehniko in Institutom Jožef Stefan. Uvodni nagovor je pripadel predsedniku konference Borisu Tovorniku. Predstavil je program dela in izpostavil pomen znanja kot predpogoja za uspeh in inovativnost. Konferenco je odprl dekan Fakultete za elektrotehniko, računalništvo in informatiko prof. dr. Borut Žalik, ki je poudaril pomen sodelovanja raziskovalnih ustanov in gospodarstva. V tem duhu je konferenca tudi potekala, saj je bilo skoraj pri vseh predstavitvah mogoče zaznati dejstvo, da so to rezultati del, ki so nastala na osnovi sodelovanja več partnerjev. Program dela smo sestavili tako, da Otvoritev konference je kot prvi vabljeni predavatelj nastopil predstavnik Evropske komisije, ki je predstavil zasnovo bodočega evropskega modela financiranja projektov do leta 2020. Nato smo z zanimanjem poslušali še ostala vabljena predavanja domačih in tujih predavateljev. Govorili so o raziskavi morskega dna s pomočjo podvodnih robotov, o visokoresolucijskem optičnem snemanju površine zemlje s pomočjo dveh satelitov, vse do industrijskih inovacij in inovativnih poslovnih modelov. Večina teh del je nastala s pomočjo sofinanciraja iz sredstev EU. Uvodno predavanje Prvi dan se je zvrstilo 8 vabljenih predavanj in 6 predstavitev v okviru Industrijskega foruma. Naslednji dan pa še 32 predstavitev člankov, ki so vsi po vrsti imeli industrijskorazi-skovalni značaj. Zanimivo je, da so bili vsi članki, ki so bili objavljeni v zborniku referatov, tudi predstavljeni poslušalcem in pri vseh predstavitvah se je razvila živahna diskusija. To izpostavljam kot zanimivo ugotovitev, ki govori o tem, da so bili članki zanimivi in da so poslušalci z zanimanjem sprejeli predstavljene teme. To nas vodi do ugotovitve, da je konferenca dosegla svoj smisel in upravičila razlog, zaradi katerega jo organiziramo. Predavalnice so bile oba dneva polne. Prvi dan je bilo v dvorani preko 130 registriranih poslušalcev in še okoli 40 študentov iz FE Ljubljana in FERI Maribor. Drugi dan so potekala predavanja paralelno v dveh ločenih predavalnicah, ki jim je prisostvovalo pričakovanih 80 poslušalcev. Vseh registriranih udeležencev konference je bilo 172. Na konferenci je sodelovalo 49 podjetij in ustanov, ki so sodelovali kot partneji, sponzorji ali predavatelji. 61 udeležencev je bilo poslušalcev, od tega 44 iz gospodarstva. 46 udeležencev je bilo hkrati tudi predavateljev. Tudi letos so konferenco podprli naši zvesti sponzorji, ki so pred konferenčno dvorano pripravili razstavo. Konferenco je finančno podprlo 13 sponzorskih podjetij ter 4 medijski pokrovitelji. Ne smemo pozab iti, dr ta dogodek financiramo izključno e sredstvi eponzorjeg in kotizacij. Na itudenteki sekciji, ki je prav tako potekala v prostorif hotela City, se je obralo okoli 40 slušateljev. 5 ftu-dentov iz FE Ljublana in 5 študentov iz FERI Maribor se je potegovalo za nagrado za najboljši študentski članek. Komisijaje prvim trem najbolje uvrščenim podelila lepe nagrade, vsem castafm pa tu d1 priznaja za udeležbe na konferenci. Pevič letpoje potekal podelitev nagrad za najboljša diplomska delci, ki jih je razpisala Tehnološka mreža Tehnologija vodenja procesov iz Ljubljane. Podeljena so bila tudi priznanja trem ustanovnim članom mreže. Nagrade in priznanja je po- Razstavni prostor delil vodjaTehnološke mreže dr. Zoran Marinšek. Rezultati tekmovanj in nagrajenci s o objavljeni na spletnem naslovu konference http:// www.aig.si/13/. Konferenco AIG'13 ocenjujem kot uspešno. Karakterizira jo visoka stopnja prisotnosti na predavanjih, veliko vprašanj in diskusije, vsi članki so bili predstavljeni, v strukturi obiskovalcev pa je bil doslej najvišji odstotek tistih, ki so prišli na konfeoen-co kot poslušalci. To je dober znak, saj seje kljub) preteči krizi pokazalo, "mm S iso- too $0 v> o £0 A | 40 § 20 v> 0 -20-w ™ «j mm S so e 60 O 40 ■ 3 20 *J S 0 10- kW i o- 5 | S S a c. -30 1 2 3 4 5 \ V u h A 7 * \ - r 'i p Pm Phyd P™ ■ "i 1 /7 . ti I a J ,'f2 _ P* -J- >1 I 1200 kN <400 ■0 ■400 2 41 3) ■500 KN ■400 ■300 ■200 ■100 ■O 2 3 Timt t 5 a 1 Fast rnolinn 3 Force reliel down i Fas! mol ia n up 2 Pies? jflode 5 Break c i l:l — "czr Figure 7. Model check with time-based data (drawing process, semiautomatic mode) The parameters are the gain mL and the offset nL. The dependency from the rotational speed is negligible due to the nearly constant value. The friction torque M1V was modeled as a function of the pressure pi and of the relative displacement volume V1*: M= Kp2V • A2 V * + KpV • Pi • V * + Kv V * + Kp2 • Pi2 + Kp • Pi + K 0 (13) The model parameters are named with K. For fixed displacement pumps the first three terms on the right hand side can be omitted. Figure 6 shows exemplarily the losses for the slide pump. The model parameters were determined with the data sheet. 4.2 Selected results Figure 7 compares exemplarily measurement and simulation for the 1600 kN research machine working in semiautomatic mode with the built-in drawing tool. The oil temperature of the machine is in the range for normal operation. On the left side, the position, force and power of slide and die cushion drive are displayed. During forming, the mechanical power of the die cushion reaches negative values because the die cushion is displaced, generating a counterforce that acts against the slide motion. The slide has to overcome the forming force as well as the die cushion force. On the right side, the power and the energy as well as the mechanical work are shown for the whole machine, beginning with the electrical supply and ending at the forming process. While the process has a power demand during press mode only, electric energy is consumed at all times. When regarding the whole press cycle, which consists of fast motion down, pressing, force relief and fast motion up, the energy efficiency is here £ = 11,8 %. Besides this example, further simulations were carried out and compared with measurements. Generally, the simulation is in sufficient accordance with reality. Figure 8 compares experimental data, based on ten single measurements, and the simulation for the whole press cycle. The machine settings were the same as for Figure 7. The model allows predicting the consumption of electric energy as well as the mechanical work of slide, die cushion and forming process. In Figure 8. Model check for whole press cycles (drawing process, semiautomatic mode) Figure 9. Results of an extended model based study of the energy efficiency comparison with the other drives, the slide drive consumes the largest amount of energy. As expected, the highest energy consumption is reached during press mode. But the fast upwards motion has also certain influence. For the energetic evaluation of the machine the local distribution of the losses is of great interest. With 45...50 % the ge-neratoric and the conductive section of the slide drive are dominant. The losses of the die cushion hydraulics reach a share of about 25 %. With the simulation model the machine can be analyzed in all operation modes of relevance without further time-consuming experimental investigations. Another advantage of this tool is that it allows a more detailed analysis, since it is not possible to use sensors at every place of interest in the real machine. Figure 9 contains the results of an extended, model based study of the energy efficiency. The machine is in semiautomatic mode with the velocity set to the maximum value. The slide stroke is 190 mm for the drawing tool and 70 mm for the cutting tool. The first diagram shows the forming work and assigns the heat losses to the substructures of the hydraulic drive system. The charts below visualize exemplarily the component losses inside the most significant subsystems. The losses in the generatoric section of the slide drive are mainly caused by the asynchronous motor (B0) as well as the hydraulic-mechanical efficiency of the variable displacement pump (B1). An improvement could be reached by using more efficient components. Unfortunately, there are tight physical restrictions for new components with higher efficiencies. The largest losses in the conductive section of the slide drive are caused by the load sensing system, which needs a constant pressure drop at the control valves for press mode (E2) respectively the valve for fast motion (E3). The balancing system uses pressure relief valves (E4, E6), which cause significant losses, to hold the slide in upper position against the gravity force. Through replacing the load sensing control by an electronically controlled pump and recovering the potential energy of the slide, savings of electric energy of about 25 % seem to be realistic. In the conductive section of the die cushion drive, the directional control valve (G2) causes significant losses as soon as the die cushion pump is switched on. The proportional pressure relief valve (G7), which is responsible for the closed loop control of the die cushion pressure, leads to big losses only for deep drawing processes. With a completely pump controlled die cushion energy savings of about 20 % may be achieved. Based on these results modified hydraulic structures were implemented and tested within the holistic machine model. For the slide drive an electronically controlled pump, a speed variable motor and a slide balancing system with hydraulic accumulator were tested. The original cylinder configuration of the machine was maintained. The die cushion was virtually equipped with a variable displacement pump for closed loop pressure and position control. Further modifications were a speed variable motor and a low pressure accumulator instead of the tank. The energy efficiency with these modifications depends on machine settings and forming process. But in general, the simulation results support the estimated savings. ■ 5 Conclusion Although the importance of the energy efficiency of modern hydraulic deep drawing presses is growing, only little information is available from past research. Hence, systematic technical improvement was previously very difficult. This is the motivation for the presented research activities. The experimental analysis of machines under the conditions of industrial production was the first step. Based on this, simulation works have been carried out to look more into detail and to test different hydraulic drive concepts. The modeling methodology has been outlined in this paper. Additionally, selected results have been presented. The next steps will be the further evaluation of hydraulic concepts for presses and the experimental test of some new solutions. Sources [1] Neugebauer, R. et al.: Studie EffPRO - Energieeffizienz in der Produktion, Untersuchung zum Handlungs- und Forschungsbedarf, Munich, Fraunhofer-Gesellschaft, 2008 [2] Wagener, H.-W.; Pahl, K.-J.: Gesamtwirkungsgrad, Teilwirkungsgrade und optimales Betriebsverhalten von hydraulischen Pressen als Blechbearbeitungsmaschinen, EFB-For-schungsbericht 33, Hanover, 1988 [3] Wagener, H.-W.; Pahl, K.-J.: Mechanische und hydraulische Pressen, Energiebilanz und Wirkungsgrad, Düsseldorf, VDI-Verlag, 1992 [4] Lodewyks, J.: Möglichkeiten der Energieeinsparung bei hydraulischen Pressen, Maschinenmarkt 101 (1995), no. 25, pp. 46-53 [5] Schmidt, S.: Energiesparende Primär- und Sekundärregelung für Pressen, O + P Ölhydraulik und Pneumatik 41 (1997), no. 10, pp. 747-751 [6] Neugebauer, R.; Henning, W.; Doege, E.; Elend, L.-E.; Engels, E.: Energiesparpotentiale und Anwendungserweiterung mitfahrender Ziehtechniken, EFB--Forschungsbericht 144, Hanover, 1999 [7] Kürzinger, F.: Neue Konzepte bei hydraulischen Produktionspressen, International Conference "New Developments in Sheet Metal Forming", Fellbach, 2000, proceedings pp. 83-98 [8] Luginger, F.: Energieeffiziente Produktion mit hydraulischen Pressen, International Conference "New Developments in Sheet Metal Forming", Fellbach, 2008, proceedings pp. 203-214 [9] Neugebauer, R.; Sterzing, A.: Ressourceneffiziente Produktion in der Umformtechnik, 15. Sächsische Fachtagung Umformtechnik, Dresden, 2008, proceedings pp. 14-26 [10] Mann, S.; Kuttruf, W.: PSH Press Drive Servo Hybrid, Servo Pump Drive System for Hydraulic Presses, 7th International Fluid Power Conference, Aachen, 2010, proceedings no. 4 pp. 189-200 [11] Rüger, H.: Servopumpe hebt Pressenhydraulik in eine höhere Effizienzklasse, MM Maschinenmarkt 26/2012, pp. 44-48 [12] Lohse, H.; Weber, J.; Klug, D.; Klusmeier, T.; Petzold, K.-H.: Analysis of the Energy Efficiency of Hydraulic Deep Drawing Presses, 8th International Fluid Power Conference, Dresden, 2012, proceedings 3, pp. 33-44 [13] Standard DIN 40110-2 11.2002, Quantities used in alternating current theory - Part 2: Multi-conductor circuits [14] N.N.: ITI SimulationX User Manual. ITI GmbH, Dresden, 2012 [15] Büchner, P.: Lecture script Elektrische Antriebe, Institute of Electrical Power Engineering, TU Dresden, 2002 Nomenclature A piston area mm2 cOil spring rate of oil kN/mm E energy kWs F force kN fh natural frequency of hydraulics Hz i I phase current A K' equivalent bulk modulus bar K parameter of pump friction torque k parameter of motor power loss - m mass kg mL parameter of pump leakage l/(minbar) friction torque Nm n number of phases - nL parameter of pump leakage l/min P power kW P pressure bar Q heat, volume flow kJ, l/min t time s T0 oil temperature °C virtual star voltage V V volume l v velocity mm/s Wu forming work kNm z position mm Az deformation mm £ energy efficiency - n efficiency - Raziskave energetske učinkovitosti hidravlične stiskalnice za globoki vlek na osnovi numeričnih simulacij Razširjeni povzetek Hidravlične stiskalnice se široko uporabljajo za izvedbo globokega vleka pri industrijskem preoblikovanju pločevin. Manjši izdelovalci globoko vlečenih izdelkov iz pločevine ter dobavitelji za avtomobilsko industrijo cenijo uporabo hidravličnih stiskalnic zaradi njihove visoke fleksibilnosti. Energetska učinkovitost sodobnih hidravličnih stiskalnic pa je zaradi pomanjkanja raziskav na tem področju skoraj nepoznana. Glavni cilj tega prispevka je zapolniti vrzel na tem področju z analizo stanja z vidika energetske učinkovitosti in generiranja novih znanj. To pa v nadaljevanju lahko vodi k izboljšavam izkoristkov hidravlične stiskalnice za globoki vlek pločevine. Prispevek se osredotoča predvsem na numerične simulacije delovnih parametrov hidravlične stiskalnice. Slika 1 prikazuje tri hidravlične stiskalnice za globoki vlek, prva je 6300 kN iz proizvodne linije, druga 1600 kN in tretja 2500 kN sta eksperimentalni stiskalnici z inštituta avtorjev prispevka. Na drugi in tretji stiskalnici so bile izvedene meritve in kasneje izdelan numerični preračun delovanja. V tabeli 1 so prikazani tehnični podatki za omenjene tri hidravlične stiskalnice. Slika 2 predstavlja poenostavljeno hidravlično shemo in legendo za eksperimentalno stiskalnico z največjo možno silo 1600 kN. Na sliki 3 sta prikazana fotografija orodja in izdelka (levo zgoraj) ter rezultat meritev med globokim vlekom (levo spodaj). Na desnem delu slike 3 so prikazani orodje in izdelek (desno zgoraj) ter rezultat meritev (desno spodaj) med postopkom rezanja pločevine. Slika 4 prikazuje diagram energijskega toka za eksperimentalno hidravlično stiskalnico 1600 kN. Tridimenzionalni model in numerično izračunane deformacije ogrodja in pomičnega dela stiskalnice so prikazani na sliki 5. Volumetrične in mehansko-hidravlične izgube hidravlične črpalke s spremenljivo iztisnino za pomik orodja stiskalnice so prikazane na sliki 6. Sliki 7 in 8 prikazujeta primerjavo med rezultati meritev in numeričnih simulacij na hidravlični stiskalnici. Upoštevane so vse glavne operacije v procesu preoblikovanja pločevine. Rezultati numeričnih preračunov pri podrobni študiji delovanja hidravlične stiskalnice so prikazani na sliki 9. Avtorja prispevka ugotavljata, da je mogoče na podlagi predstavljene numerične analize napovedati, kakšna bo energetska učinkovitost hidravlične stiskalnice in s tem posredno vplivati na izboljšave. Ključne besede: hidravlična stiskalnica, energetska učinkovitost doc. dr. Franc Majdič, univ. dipl. inž. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Acknowledgements The presented research activities are part of the project "Verbesserung der Energieeffizienz hydraulischer Tiefziehpressen". The authors would like to thank the German Federal Ministry of Economics and Technology and the Project Management Jülich for their financial support. nadaljevanje s strani 91 Informacije: - Silke Vorschneider, - e-pošta: s.vorschneider@vfmz.de, - tel.: + 06131/992357 Technisches Seminar: Sicher Abdichten mit O-ringen - Seminar: Zanesljivo tesnjenje z O-obročki; osnovni tečaj za tehnično področje 13. 06. 2013 Pinneberg, ZRN Organizator: - C. Oto Gerckens GmbH & Co. KG, Gehrstucken 9, 25421 Pinneberg, BRD, - tel.: + 04101-5002-0, - e-pošta: info@cog.de Informacije: - www.o-ring-akademie.de Rok prijave: 31. 05. 2013 4th Congress Producing more intelligently - 4. Kongres Izdelovati bolj inteligentno, ob sejmu EMO 16. in 17. 09. 2013 Hannover, Nemčija Organizator: - VDMA - Maschinenbau-Institut GmbH Informacije: - Nadine Rueth, Maschinenbau-Institut GmbH - tel.: + 49 69 6603-1266 - e-pošta: nadine.rueth@vdma.org - internet: vwww.vdma.org.ip ZAGOTAVLJAMO POPOLNO GIBANJE Naše poslanstvo je zagotavljati popolno in zanesljivo gibanje hidravličnih naprav. Podjetje Mapro d. o. o., proizvaja in prodaja hidravlične cilindre, kromirane batnice/palice, cevi, tesnila in druge sestavne dele za proizvodnjo hidravličnih cilindrov. Paleta izdelkov obsega od preprostejših izvedb do najbolj zahtevnih visokotehnoloških cilindrov in hidravličnih komponent. Izdelke odlikuje vrhunski dizajn, visoka stopnja varnosti in 100 % testiranje. Po zaslugi najsodobnejše opreme lahko v najkrajšem možnem času izdelamo izdelke v skladu z najbolj zahtevnimi željami naročnikov. Kataloge izdelkov dobite na spletu www.mapro.si, lahko pa vam jih pošljemo tudi po pošti. s L/nr rvCv HYDRAULIC MOVEMENT , Industrijska ulica 12, 4226 Žiri, Slovenija, +386 4 510 50 90, +386 4 510 50 91, info@mapro.si, www.mapro.si Proportional valves with embedded electronics Peter ROBSON, Bernd ZÄHE This article describes electro hydraulic proportional cartridge valves that control pressure or flow in an open or closed loop system. The valves are controlled from a dry round solenoid coil fitted over the tube. The solenoids have the electronics embedded into the coil. Unlike conventional controls the valve is set using an infrared interface between the electronics and a handheld programming device. The programmer is used for setting all of the parameters of the electronic control. One can also monitor the operating point, i.e. command and actual values of the amplifier in a simple and safe manner. The article describes the components of the proportional control and some selected circuits. ■ 1 Introduction Cartridge valves are still considered to be simple valves for mobile machines. However many cartridges are suitable for both mobile and industrial applications. And can work successfully in systems with pressures up to 350 bars. Cartridge valves today not only provide simple hydraulic functions but can also be used as atability. Digital amplifiers are easier and clearer to use but if the digital amplifiers are plug mounted they come with a display which is hard to read or no display at all when trying to set the parameters. In addition the electrical connection between amplifier and coil can be unsafe. SUN is offering new digital amplifiers which are embedded into the used only to program the amplifier from a hand held device or from a laptop PC. Later the infrared link can also be used to monitor command signals and the actual current through the coil. The integration of coil and amplifier avoids unnecessary contact points between amplifier and coil that often cause problems in different designs. a) Figure 1. The components of the proportional control and there follows is a brief description of those components: a: Hand held device for programming, b: cable with infrared interface, c: solenoid with embedded electronics, d: proportional direct acting flow control and proportional pressure control pilot valves, e: main stages that can be controlled by a proportional pressure control valve from top left down to the right: T-11A (40 l/min), T-2A (80 l/min), T-17A (160 l/min) T-19A (320 l/min). electro hydraulic proportional valves to control flow and pressure. Simple analog amplifiers controlling proportional valves are difficult to set and do not always give good repe- coil and can be adjusted via infrared interface for programming and monitoring. One must distinguish between the infrared interface for programming and monitoring and the electrical interface for power supply and command signals. Command signals are still provided through an electrical cable with 4-20 mA or 0-10 Volt so a dirty or masked infrared link doesn't jeopardize the operation of the valve. The infrared interface is ■ 2 Components of the proportional control 2.1 Hand held device for programming The hand held device is powered from a battery and is basically a terminal (Figure 1 a). It has a digital display and only 5 buttons. Two of Peter Robson, SUN Hydraulics Coventry, England; Dr.-Ing Bernd Zähe, SUN Hydraulik Erkelenz, Germany Figure 2. Components of the coil with embedded electronics these buttons have arrows pointing upwards and downwards which can be used to select 8 different adjustable parameters and 4 actual values. The adjustable parameters can be changed after unlocking with the green button. The adjustable parameters are: dither frequency, ramp time for rising and falling command values, the mode that determines whether an enable signal is required and others. Furthermore one can assign minimum and maximum command signals to minimum and maximum output currents. Command signals below minimum command are seen as zero while command signals above maximum command are seen as maximum command. This method of programming is easier than using gain factors as frequently used with analog amplifiers. The four parameters that cannot be programmed from the hand held device but only displayed are: command signal (voltage between 0 and 10 V, or current 4-20 mA), the actual current through the coil and the actual supply voltage and the status signal. 2.2. Cable with infrared interface The handheld device or a laptop computer communicates with the embedded electronics via cable (Figure 1.b). On one side that cable has a serial or USB interface while on the amplifier side it has two infrared interfaces: one for reading and one for writing. The cable is about 2 meters long so that programming and monitoring is possible from a safe distance. The cable can be put on the coil with embedded electronics without the danger of causing unwanted movements and the connection does not interrupt the hydraulic operation of the machine 2.3. Coil with embedded electronics The third module is the coil with embedded electronics (Figure 1.c). Two diodes clearly indicate whether current is flowing through the coil (ACTIVE) and whether there is power supply to the amplifier (POWER/ STATUS). This means one can easily check the basic functions of the device. A more detailed inspection and programming can be done with the hand held device. The heat-sealed housing of the amplifier is connected with the coil and the housing has two windows for the infrared interface. The cable with the infrared interface can easily slide onto these windows. As soon as the amplifier is powered up the handheld device shows the current parameters of the amplifier. The device also shows the current through the coil, command signals, supply voltage and status information. This means that the information is always available without opening or touching electrical contacts which could cause dangerous movements of the actuator. The clear digital display of the status and of all of parameters makes troubleshooting much easier. With analog amplifiers the setting is often not clear so for example if the setting for maximum current is too low the valve may not fully open or if a ramp time is so long the valve might appear to be malfunctioning. Figure 1 shows the version of the coil with connector DIN 43650 A. Three pins are used for power supply (plus and minus) and for the command signal (0-10V or 4-20mA). Depending on the version the customer orders the fourth pin is either reference for the command signal- which is preferred- or a 5 Volt output, or an enable signal. The pin assignment therefore could be a compromise with DIN connectors. The Deutsch connector DT 04-6P has 6 pins and always provides reference for the command signal, enable input, and 5 Volt output to generate a command signal with a potentiometer as in a joystick. The big advantage of the embedded electronics is the IP rating. Since amplifier and coil are encapsulated in a single housing they are well protected against moisture. With a Deutsch connector DT 04-6P the amplifier has IP 69K rating. With a DIN connector the IP rating depends on the connector. Figure 2 shows the components of the amplifier. The amplifier card is built into housing with either the DIN or Deutsch connector. This housing is welded with ultrasound and filled with a polyurethane compound. Using the modular concept the valve manufacturer can combine different coils (12 V or 24 V) with different amplifier cards (proportional amplifier, coil safer or ramping amplifier) and different housings (DIN or Deutsch connector). The encapsulated and potted amplifier is also well protected against mechanical stress, heat and moisture. The proportional amplifier is the most common amplifier used to control proportional valves. The amplifier uses pulse width modulation to control the current through Figure 3. Direct acting proportional 3 way pressure control valve with additional manual adjustment (a) in symbol (b) a) b) the coil so that it is proportional to the command signal. The current in the coil is proportional to the force on the valve's spool or poppet. The relationship between command signal and current can easily be given with four parameters (see above). A simpler ramping amplifier can also be offered as an alternative. This will switches between two output signals if the command signal exceeds or falls below 9 V. A third version is a coil saver to control on/off valves. This amplifier initially sends a high current through the coil so that the valve operates safely and overcomes flow forces at high pressure differentials. After a few hundred milliseconds the amplifier reduces the current. Once the valve is fully open a lower force is sufficient to keep the valve in that position. With less current there is less heat generated and the coil can be energized for a longer period of time. Unlike other common coil savers this one not only reduces the voltage but it reduces the controlled coil current with pulse width modulation. With the hand held device the user can set the initial current, the period of time until that current falls to a lower level and the final holding current. The holding current needs to be chosen carefully as if it is too low high then unexpected flows could cause the directional valve to close. The coil saver can extend the operating range and the life of directional valves. ■ 3 Direct acting flow control and pressure control valves, pilot valves The same proportional solenoid is used on many different types of valves: • Direct acting flow control valves up to 28 l/min. • Direct acting pressure control valves up to 20 l/min and 85 bar. • Pilot pressure relief valves up to 350 bar and 2 l/min. The pilot pressure relief valve can also be used with many different main stages. The combinations are pilot operated pressure valves: • Proportional pressure relief valves in 4 frame sizes for up to 760 l/min nominal flow. • Ventable proportional pressure relief valves in 4 frame sizes up to 480 l/min. • Proportional sequence valves in 4 frame sizes for up to 480 l/min. • Proportional (2-way) pressure reducing valves in 4 frame sizes for up to 320 l/min. • Proportional (3 way) pressure control valves in 4 frame sizes for up to 320 l/min. • Proportional pressure control valves with separate drain port in 4 frame sizes for up to 320 l/min. 3.1 Pressure control Direct acting pressure control valves are available for pressures up to 85 bar and a nominal flow of 20 l/min. Figure 3 shows the hydraulic symbol Figure 4. Performance curves of the direct acting proportional pressure control valve shown in figure 3. Pressure rise against increasing command signals at different settings of the manual adjustment. Reduced Pressure © Remote Pressure ! ' i' '' j Drain ' ' Inlet Pressure Figure 5. Proportional pilot pressure relief valve and a cross section of a typical valve. Flow direction is from port 2 to port 1 which is from the nose end to the side port. The controlled pressure at port one operating on the effective area and the solenoid force are balanced. The effective area for the controlled pressure is the small diameter of the piston's shaft (shown blue in figure 4). The stepped piston is sealed on two diameters with a clearance ofjust a few microns. Manufacturing the sleeve and the piston within the required tolerance for roundness is difficult but the design has two advantages for the user: • The effective diameter for the flow can be large regardless of the effective diameter for the pressure balance so the design allows for high flows and high pressures. • The second advantage is a much better damping because of the ring chamber between the stepped diameters that communicates through a damping orifice with port 1. Other valves have damping chambers that see drain or tank pressure which is less effective. The proportional valve can control pressures between two and eighteen bar. The manual adjustment can shift that range to higher pressures with the spring force of the manual adjustment being additive to the solenoid force. This means for example boosting the pressure range to say 32 and 48 bar with good resolution (see figure 4). The manual adjustment can also be useful in emergency situations, when pressures must be controlled accurately during loss of electrical power. For high flows and high pressures, pilot operated pressure control valves are used. The proportional pilot pressure relief valves in combination with a main stage can provide proportional pressure control valves in four frame sizes for flows from 60 to 320 l/min (see figure 1). In some applications one needs different proportional pressure control valves Container vehicles for example have mechanical brakes on the hydrostatic drive that are released hydraulically. The driver uses a joystick to operate the valve for a smooth acceleration of the vehicle. It is important that the pressure control valve does not open until there is at least about 7 bar pilot pressure from the joystick and that the valve doesn't open too quickly. Another feature of this pressure control valve is that it is normally open which is a safety feature required in some applications. The valve is normally open between controlled pressure port and tank and therefore normally closed for the supply pressure. The valve can be pilot operated with a hydraulic joystick (that is a pilot pressure control valve) or with a pilot pressure relief valve. Figure 6. shows a circuit with the normally closed pressure control Figure 6. controlled (reduced) pressure vs. pilot pressure of the pressure control valve - a and. circuit with the normally closed pressure control valve -b Figure 7. Cross section of a normally closed proportional flow control valve. valve shown in Figure 5, using a pressure compensated flow control valve and proportional pilot relief valve. This circuit gives a pressure control valve with good damping because the valve itself is well dampened and because the pilot pressure uses the supply pressure as source and not the controlled pressure. In this circuit, the normally closed pressure control valve also helps avoiding pressure overshoots when a directional valve connects the pressure valve to supply pressure. 3.2 Flow control The same proportional solenoids are used for pressure and flow control valves. The force of the solenoid valve is sufficient for a direct acting flow control valves with flows up to 28 l/min. Figure 7 shows the cross section of a direct acting, normally closed flow control valve. With this type of valve the solenoid pushes against the poppet directly. In order to keep the leakage of the valve down to a minimum, the poppet and sleeve have sufficient positive overlap. The disadvantage with this is that the valve does not open before the electric current reaches about 30% of the nominal value. The parameter for minimum current on the amplifier can be used to overlap that dead band. If oil flows through the valve from port 1 to port 2 (nose to side) there are flow forces that tend to close the valve. Those flow forces become stronger with increasing pressure differentials and tend to close the valve. To a degree the flow forces pressure compensate the flow control valve but the flow does not increase following the square root of the pressure differential. Figure 8 shows how well proportional flow control valves are pressure compensated. The graphs show the performance curves of 3 normally closed flow control valves with a nominal flow of 7, 14 and 28 l/min, each one at different command settings. Initially the flow rises with increasing pressure differential but eventually at high pressure differentials the flow forces become so strong that the valves overcompensates and the flow passing through the valve falls with increasing pressure differential. To further improve the performance of a proportional flow control one can keep the pressure drop across the flow control constant using a two way pressure compensator as show in the figure 9. The curves show the proportional valve's performance in combination with a 12 bar pressure compensator. This means that the flow control valve sees about 12 bar pressure differential regardless of the total pressure drop. The flow could be higher with pressure compensators that have a higher setting. In designing the hydraulic circuit it is important to look at the total pressure drop across the two way pressure compensator Figure 8. Flow vs. pressure differential for 3 different normally closed proportional flow control valves. Curves shown for different command signals FPCC-MAN (tPCC-IHBM FPCC-MCN LiftiI"I pn L'TWI gfyit UArm nnTi i--1--1-*--t-F :-:--r-1--1-1-1 i-1-■-1-1-1-T a » I« I» S» I« 3« iß Ur J SO 1(0 IH W(J HQ MH IB im J 54 IMJ LH M ¡50 300 iti par Pressure Differential Pressure Differential Pressure Differential Figure 9. Flow vs. pressure differential for 3 different normally closed proportional flow control valves. The curves shown are for different command signals. The pressure differential across the valve is kept constant at about 12 bar using a 2 way pressure compensator. The curves show the total pressure drop across pressure compensator and flow control valve. and the flow control valve. At high flows in valves where the pressure compensators are too small or have springs for low pressure differentials they will tend to close due to flow forces resulting in higher total pressure losses. This means that the pressure compensator must be dimensioned correctly. ■ 4 Summary Proportional valves with ultrasoni-cally welded housings that include the coil and the amplifier have less open electric contact points and the operation of the valve becomes more reliable. This article has described how embedded electronics is used in proportional pressure control and flow control valves. The solenoid valves with embedded electronics shown in this article also have an infrared interface to program the amplifier and monitor the valve's operation. Programming can be done with a hand held device that can be used without any extensive training. The programming device can also be used to monitor the setting, the electrical power supply, command signals and the actual current through the coil. Monitoring is possible without opening or even touching electrical contacts so the operation of the hydraulic drive remains safe, avoiding unwanted movements. ■ Proporcionalni ventili z vgrajeno elektroniko Razširjeni povzetek Prispevek obravnava elektrohidravlične proporcionalne ventile za vgradnjo (z navojem), ki krmilijo tlak oziroma tok v odprtih in zaprtih krmilnih zankah. Ventili so krmiljeni z elektromagnetno tuljavo, ki ima vgrajeno elektroniko. V primerjavi z drugimi konvencionalnimi izvedbami ima ventil infrardeči vmesnik med elektroniko in ročno programirno napravo, ki jo programer uporablja za postavljanje parametrov elektronskega krmilja. Programer lahko enostavno in varno nadzoruje delovne točke oziroma ukaze in dejanske vrednosti ojačevalnika. V prispevku so predstavljene komponente proporcionalnega krmilja ter nekatera izbrana krmilna vezja. Ventili z navojem za vgradnjo so še vedno obravnavani kot enostavni ventili za mobilno hidravliko. Nekateri ventili pa so primerni tako za mobilno kot industrijsko uporabo in lahko uspešno delujejo v sistemih pri tlaku do 350 bar. Ventili z navojem danes nimajo samo enostavne hidravlične funkcije, ampak se lahko uporabljajo tudi kot proporcionalni ventili za krmiljenje tlaka in toka. Slabosti analognih in tudi digitalnih ojačevalnikov je SUN izboljšal z novim digitalnim ojačevalnikom, ki je vgrajen v okrov tuljave in ga je mogoče programirati in nadzorovati preko ročne programirne naprave. Razlikovati je treba med infrardečim vmesnikom za programiranje in nadzor ter električnim vmesnikom za oskrbo z energijo in ukaznimi signali. Ukazni signali so še vedno vodeni z električnim kablom s 4-20 mA oziroma 0-10 V, tako da umazanija in infrardeča povezava ne vplivata na delovanje ventila. Infrardeči vmesnik se uporablja le za programiranje ojačevalnika z ročno programirno napravo ali s prenosnim računalnikom. Povezava med tuljavo in ojačevalnikom preprečuje nepotrebne stične točke med ojačevalnikom in tuljavo, ki bi lahko povzročale probleme v različnih konstrukcijah. Komponente proporcionalnega krmilja ventila so (slika 1): • Ročna enota za programiranje z napajalno baterijo je v osnovi terminal, ki ima digitalni prikazovalnik in samo pet tipk. Dve imata puščice za premikanje navzgor oziroma navzdol in se lahko uporabita za izbiro 8 različnih nastavljivih parametrov in štiri dejanske vrednosti. Nastavljivi parametri so na primer: frekvenca nihanja, strmina vrednosti za dviganje in padanje ukazne vrednosti, način, ki določi, če je nek signal zahtevan ali ne, ter drugi parametri. Določi se lahko vrednost minimalnega in maksimalnega ukaznega signala k minimalni in maksimalni izhodni napetosti. Lahko se na primer določi, da so ukazni signali pod vrednostjo minimum enaki nič in signali nad vrednostjo maksimum enaki maksimalni izhodni napetosti. S programirno napravo ni mogoče spreminjati ukaznih signalov, lahko se le prikažejo (napetosti med 0 in 10 V oziroma tok od 4 do 20 mA), dejanske trenutne napetosti v tuljavi, dejanske napajalne napetosti ter signala stanja. • Kabel z infrardečim vmesnikom ima na eni strani serijski ali USB-vmesnik, na strani ojačevalnika pa sta dva infrardeča vmesnika, eden za branje in drugi za pisanje. Kabel je dolg okrog 2 m. V tuljavo z vgrajeno elektroniko ga je mogoče vstaviti brez nevarnosti, da bi se povzročili nezaželeni premiki, vstavljanje ne prekine delovanja hidravlike na stroju. • Tuljava z vgrajeno elektroniko je tretja komponenta in je sestavljena iz tuljave, elektronike ter okrova s priključki (slika 2). Dve diodi na okrovu jasno pokažeta stanje osnovnih funkcij (stanje, napajanje), več podrobnih informacij pa se ugotavlja preko ročne programirne enote. Prednost vgrajene elektronike je zaščita proti vlagi. S konektorjem DT 04-6P je zaščita IP 69K. Okrov je varjen z ultrazvokom in napolnjen s poliuretanom. Ker je sistem modularen, je mogoče kombinirati različne tuljave (12 V ali 24 V) z različnimi ojačevalniki ter različnimi okrovi s priključki. Vgrajen ojačevalnik je varovan tudi proti mehanskim sunkom, toploti in vlagi. V programu je tudi verzija z varčevanjem tuljave pri krmiljenju vklopno-izklopnih ventilov. Ojačevalnik najprej pošlje velik tok skozi tuljavo, tako da ventil deluje varno in zanesljivo in premaguje tokovne sile in velike razlike tlakov. Po nekaj sto milisekundah ojačevalnik zmanjša tok. Ko je ventil popolnoma odprt, zadošča že majhna sila, da drži ventil v danem položaju. Varčevalnik tuljave podaljša življenjsko dobo potnih ventilov. Ista proporcionalna tuljava se lahko uporabi pri različnih izvedbah ventilov, tako za neposredno delujoč krmilnik toka do 28 l/min, neposredno delujoč krmilnik tlaka do 20 l/min ter 85 bar ali pa za predkrmilne - pilotne tlačne - varnostne ventile za toke 2 l/min in tlake do 350 bar. Sam pilotni tlačni varnostni ventil se lahko uporabi z več različnimi glavnimi enotami, kot na primer proporcionalni tlačni varnostni ventil, proporcionalni ventil z razbremenitvijo, proporcionalni zaporednostni ventil, proporcionalni zmanjševalnik - reducirni ventil, trismerni proporcionalni regulator tlaka in podobno. Na sliki 3je prikazan neposredno delujoč tlačni ventil za tlake do 85 bar in nominalni tok 20 l/min. Fluid teče v smeri od priključka 2 k priključku 1. Tlak olja, ki deluje na čelno stran ventila, je v ravnotežju s silo v tuljavi. Značilne krivulje poteka tlaka pri neposrednem proporcionalnem krmilniku tlaka so prikazane na sliki4. Tlak narašča glede na povečanje krmilnega signala pri različnih ročnih nastavitvah. Proporcionalni ventil lahko regulira tlake med dva in 18 bar. Ročna prilagoditev z nastavitvijo sile vzmeti potisne to območje višje, tako da je še tudi pri tlaku 32 in 48 resolucija dovolj dobra. Ročna nastavitev je uporabna tudi pri izpadu električnega napajanja. Za večje toke in višje tlake se uporabljajo tlačni ventili s predkrmilnimi - pilotnimi ventili. Tako lahko proporcionalni varnostni s pilotnim ventilom v glavni stopnji pa pretoke med 60 do 320 l/min. Na sliki 6je prikazano krmilno vezje, kjer normalno zaprt regulator tlaka (slika 5 a) uporablja tlačno kompenziran krmilnik toka in proporcionalni pilotni razbremenilni ventil. Krmilje daje regulator tlaka z dobrim dušenjem, ker je ventil sam dobro dušen in pilotni tlak uporablja napajalni tlak kot vir in ne krmiljeni tlak. V tem krmilju normalno zaprt regulator tlaka pomaga pri izogibanju prenihanja tlaka, ko direktni ventil poveže tlak ventila z napajalnim tlakom. Za regulacijo toka se uporabljajo iste proporcionalne tuljave. Neposredno delujoči proporcionalni tokovni ventili so primerni za tokove do 28 l/min (slika 7). Pri teh ventilih proporcionalna tuljava deluje neposredno na krmilni element oziroma magnetna sila je v ravnotežju s silo vzmeti, deformacija vzmeti je premo sorazmerna s tokom skozi ventil. Lekaža je minimalna zaradi dovolj velikega prekritja krmilnega elementa ter puše. Slabost je le v tem, da ventil ne odpre pretoka, dokler elektromagnetna sila ne doseže 30 odstotkov nominalne vrednosti. Ko teče olja v smeri od priključka 1 do priključka 2 (s čelne strani k stranskemu priključku) nastopijo sile, ki imajo tendenco zapiranja ventila, to je še posebno opazno pri veliki tlačni razliki. Diagrami na sliki 8 kako dobro proporcionalni krmilnik toka kompenzira razliko tlakov. Diagrami kažejo poteke krivulj treh normalno zaprtih krmilnikov toka z nominalnim tokom 7, 14 in 28 l/min pri različnih ukaznih vrednostih. V začetku tok narašča z večanjem tlačne razlike, vendar pri zelo visokih tlačnih razlikah so tokovne sile tako velike, da je ventil prekom-penziran in tok skozi ventil prične padati tlačno razliko. Z uporabo dvosmernega kompenzatorja tlaka je mogoče karakteristiko proporcionalnih krmilnikov toka bistveno izboljšati (slika 9). Prikazani rezultati meritev kažejo da je, ob uporabi 12 bar kompenzatorja, tok skozi ventil enak tudi pri večjih razlikah tlakov. Pomembno je, da je kompenzator ustreznih dimenzij, kar zahteva natančno dimenzioniranje. Povzeti je mogoče, da so ventili zanesljivi in da je vgrajena elektronika primerna rešitev za krmiljenje proporcionalnih tlačnih in tokovnih ventilov. Prednosti ventilov so v enostavnem programiranju in povezavi z ročno programirno napravo. Izr. prof. dr. Dragica Noe, Uredništvo revije Ventil PIPE AND HOSE CONNECTORS / STAINLESS STEEL >> Quality connects -with certainty ... Our strengths ... Highly-qualified employees, know-how gained over many years of experience, processing of high-quality materials in accordance with international norms and standards, continuous quality management. ... your advantage Maximum process reliability with concurrent minimisation of machine downtimes. m PH Industrie-Hydraulik: Your manufacturer for stainless steel fittings and connectors. ' Chemical plants ' Foundry and rolling mill technology ' Paper machines ' Hydraulic engineering and shipbuilding ' Offshore technology Fluid media ' Aggressive media PH products are approved by the following certification companies Germanischer Lloyd (GL) Lloyds Register of Shipping (LR) Det Norske Veritas (DNV) Rina UkrSEPRO GOST We are certified in accordance with ISO 9001 through Lloyds Register PH Industrie-Hydraulik Gewerbegebiet-Stefansbecke 37 D-45549 Sprockhövel (Haßlinghausen) Germany Telefon: +49 (0) 23 39 - 60 21 60 22 Telefax: +49 (0) 23 39 - 45 01 info@ph-hydraulik.de www.ph-hydraulik.de Optimizacija periodične razvrstitve procesov pri robotski manipulaciji Tomaž KORITNIK, Darko KORITNIK Izvleček: Optimizacija urnika, v mednarodni literaturi opisana kot problem Job-Shop, je aritmetično izjemno zahteven problem, ki spada v skupino NP-kompleksnih problemov, kjer časovna zahtevnost glede na število izdelkov in strojev v procesu narašča eksponencialno. Že pri manj obsežnih procesih, npr. 6 izdelkov na 6 strojih, eksaktni postopki zaradi časovne potratnosti odpovedo. Za razvrščanje opravil v obsežnejših procesih so uporabni le aproksimativni postopki, ki pa ne zagotavljajo optimalnosti. Prispevek prikazuje optimizacijo konkretne robotske celice, kjer sta zaradi nenehnega ponavljanja istega procesa za uspešno optimizacijo ključni prekrivanje in periodičnost. Izvedljivost urnika in veljavnost predvidenih taktnih časov smo pred izvedbo robotske celice preverili tudi s simulacijo, ki je pokazala, da je glede na konfiguracijo procesa urnik optimalen. Ključne besede: urnik, optimizacija, industrijski procesi, robotska manipulacija ■ 1 Razvrščanje operacij V vsakdanjem življenju se s časovno optimizacijo procesov spopadamo praktično pri vsakem delu, v veliki meri tudi nezavedno. Pomagajo nam človeška prilagodljivost, iznajdljivost, izdatnost senzornih informacij, subjektivna presoja pomembnosti posameznih opravil, elastična večopravilnost ter takojšnja abstrakcija nepričakovanih zapletov (ali z eno besedo: improvizacija) [1]. Opravila hkrati razčlenjujemo in integriramo, nenazadnje znamo dinamično prilagajati tudi zadane cilje. Še pri dobro načrtovanih opravilih vse našteto poteka tudi ad-hoc. Inteligentno sprejemanje odločitev v realnem času bolj ali manj dobro prikrije matematično in logično zahtevnost razvrščanja [1]. Ta se pokaže pri kompleksnih procesih, ki morajo biti strogo načrtovani, definirani in deterministični. Takšni so industrijski procesi, ki tam, kjer potekajo, običajno predstavljajo jedro ekonomske dejavnosti. Dr. Tomaž Koritnik, univ. dipl. inž., Darko Koritnik, univ. dipl. inž., oba DAX, d. o. o., Trbovlje Raziskave na področju optimizacije so tu pomembne zato, ker se ekonomična raba sredstev neposredno in takoj odrazi v produktivnosti in posledično na konkurenčnosti [2]. Povedano v kontekstu: če ima nek stroj maksimalno kapaciteto npr. 60 izdelkov na uro, želimo imeti izdelek vsako minuto, tako da se fiksni stroški v času obratovanja porazdelijo na čim več izdelanih enot, ki bodo na trgu zato bolj konkurenčne. Če izdelava poteka na več strojih v več fazah, se zastajanje v eni fazi odrazi kot mrtvi čas na vseh ostalih. Cilj je torej s smotrno razvrstitvijo v vsakem trenutku obratovanja dosegati čim večjo zasedenost vseh proizvodnih kapacitet. Glavni problem pri tem je neobvladljivo hitro naraščanje števila možnih razvrstitev glede na število faz in mest njihovega izvajanja. ■ 2 Eksponentna rast kompleksnosti Proizvodni proces opišemo z naborom izdelkov (J1,...,JN) in naborom postaj oz. strojev (S1,...,SM), ki so potrebni v fazah izdelave. Za vsak stroj obstaja N! možnih razvrstitev. Ker je strojev M, obstaja v splošnem (N!)M možnih rešitev razvrščanja oz. urnikov [3]. Iskanje optimalne rešitve v tej množici spada med NP--zahtevne probleme. To pomeni, da čas, potreben za optimalno rešitev, narašča eksponencialno z dimenzijo problema. Konkretno: problem 2 x 2 ima 4 rešitve, 3 x 3 jih ima 216, 4 x 4 že 331776, 5 x 5 pa že skoraj 25 milijard. Računalnik, ki bi vsako na-nosekundo obdelal eno možno rešitev, bi za problem 6 x 6 potreboval 4,4 leta, za problem 7 x 7 pa že 2,6 milijard let. Vseh atomov v znanem vesolju naj bi bilo okrog 1080 [4]; če bi vsakemu nadeli unikatno ime, jih (psevdo)naključno pomešali, nato pa nekomu naročili, naj med njimi poišče točno določenega, bi to opravil hitreje, kot bi našel optimalno rešitev problema 11 x 11. Problem 20 x 20 ima že 5,28*10367 rešitev itd. Ob tem postane jasno, da se moramo odpovedati eksaktnim postopkom razvrščanja in s tem zagotovljeni optimalni rešitvi ter se zanesti na aproksimativne postopke, ki so toliko manj kompleksni, da so praktično uporabni. Glede na način tvorjenja urnika ločimo konstruktivne in iterativne postopke. Prvi tvorijo urnik od začetka proti koncu, drugi iterativno izboljšujejo obstoječi urnik. Najpogostejši pristopi so Slika 1. Primer Ganttovega diagrama omejevanje preiskovalnega drevesa, prioritetna pravila, lokalno iskanje, metahevristika, postopno ohlajanje, iskanje s tabu seznamom in genetski algoritmi. Kreirani urnik običajno nazorno ponazorimo z Gantto-vim diagramom, kjer vodoravna os predstavlja časovne enote, navpična os posamezne stroje, okviri pa trajanje operacije na nekem izdelku v določeni fazi (slika 1). ■ 3 Optimizacija robotske manipulacije Prikažimo urnik za konkretno aplikacijo, kjer mora merjenec opraviti več tehnoloških faz z različnimi časi izvajanja na različnih strojih, manipulacijo med stroji pa izvaja robot: 1. odjem merjenca z dovajalnega traku, 2. lasersko označevanje A (5 s), 3. utekanje (100 s), 4. VN-preizkus (12 s), 5. magnetni preizkus (< 1 s), 6. magnetenje v magnetilni tuljavi (30 s), 7. lasersko označevanje B (3 s), 8. odlaganje merjenca na odlagalni trak Taktni čas mora biti krajši od 30 s. Ganttov diagram procesa je prikazan na sliki 2. Robot mora med laserskim označevanjem in magnetnim preizkusom držati merjenec v prijemalu. Ker je R(obot) med fazama na strojih P(reizkus) in L(aser) zaseden, ju združimo na stroj R. Vsota trajanja tehnoloških faz za posamezen merjenec traja 165 s. Če hočemo zadostiti zahtevi po taktnem času, je jasno, da bo treba procese izvajati vzporedno, s podvajanjem kapacitet. Na sliki 3 vidimo, da stroj R večino časa čaka, v glavnem zaradi strojev U(tekanje) in M(agnetenje). Če kapaciteto U popeterimo in M podvojimo, brez nadaljnje optimizacije razvrstitve dosežemo takt 5 merjencev v 248 s (cca 50 s na merjenec, slika 3). Še z enim dodatnim strojem U dosežemo takt 6 merjencev v 265 s (cca 45 s na merjenec, slika 4). Enostavno podvajanje očitno ni prava pot, saj še vedno opazimo dolge čase nezasedenosti strojev. Pristop k optimizaciji urnika bomo nekoliko spremenili v tem, da na vertikalni osi ne bomo izhajali iz posameznega stroja, temveč iz posameznega merjenca. Pri tem je potrebna večja pozornost nedovoljenemu prekrivanju zasedenosti postaj in predpisanemu vrstnemu redu, saj iz modificiranega diagrama ni več na prvi pogled jasno, kje so kršitve tehnoloških zahtev. Prostor za optimizacijo je v dejstvu, da gre pri proizvodnji za ciklično ponavljanje urnika, kjer poizkušamo z razmikanjem faz po časovni osi doseči začetek naslednjega cikla, še preden je prejšnji dokončan. Omejimo se na periodične rešitve, saj le tako zagotovimo ponovljivost taktnega časa za vsak cikel. Bolj kot trda znanost nam je pri tem lahko v praktično pomoč umetnost. Vzporednice našemu problemu lahko najdemo v ustvarjanju skladatelja J. S. Bacha in slikarja M. C. Escherja. Prvi je znan Slika 2. Ganttov diagram procesa Slika 3. 5 x stroj U, 2 x stroj M Slika 4. 6 x stroj U, 2 x stroj M Fugue in C minor « > Ihd* «TLtpm /brvjo* Kiti i i,»k» (IWf>1»h iw* m Slika 5. Časovni diagram kanonične glasbene forme - fuge stora pravih oblik (analogija z omejitvami glede zasedenosti strojev), da ta prostor definira še enkrat toliko ptic. Urnik na sliki 6 zagotavlja taktni čas 310 s za 6 izdelkov, kar je sicer slabše od izhodišča, vendar njegovo smiselnost pokaže slika 8: cikel naslednjih 6 izdelkov se ne začne po 310 s, temveč periodično vsakih 135 s, s čimer dosežemo taktni čas 22,5 s. V procesu je vsak trenutek 8-9 merjencev, klasični Ganttov diagram (slika 8 spodaj) pa pokaže 100-od-stotno zasedenost stroja R, kar pomeni, da smo glede na dano konfiguracijo dosegli optimalen urnik. 1.........T.........T.................y.............., .t,.......,T........m........T,.......fP,.......if,.......tt.......iT.........f....... T Slika 6. Časovni diagram glede na izdelek po svojih številnih fugah in kanonih, ki jih lahko za naše potrebe opišemo kot časovno zamaknjeno prepletanje glasbene teme same s sabo v več vzporednih izvajanjih. Glasbena tema je analogija urniku, zahteva po ustreznem prekrivanju zasedenosti strojev pa je analogna zahtevi po harmonični ustreznosti. Izziv tu ni čim hitrejše izvajanje, temveč napisati temo, ki bo omogočila čim več vzporednih izvajanj. Na sliki 5 je del ene izmed tripar-titnih Bachovih fug, slika 6 pa prikazuje izsek periodičnega urnika, kjer je vsak izdelek prikazan s svojo barvo. Medsebojna grafična analogija obeh slik izhaja iz kanoničnosti postopka v obeh formah. Na sliki 7 je ena od Escherjevih ilustracij: če je bil cilj pokazati, kako na list papirja spraviti čim- Slika 7. Periodičnost in prekrivanje v dveh dimenzijah več ptic (analogija s čim več ponovitvami takta v časovni enoti), avtor ni šel v smeri čim bolj natlačenih figur, marveč je z razmikanjem po ravnini (analogija z razmikanjem po časovni osi) pustil med njimi ravno toliko pro- ■ 4 Simulacija izvajanja urnika Izvedljivost končnega urnika smo preverili tudi s simulacijo v robotskem programskem okolju. Dina- Slika 9. Simulacija procesa in izvedbe urnika mična parametrizacija hitrosti gibanja robota je pokazala še to, da je optimalen taktni čas dosežen že pri 43 % maksimalne dinamike robota; zmanjšanje hitrosti in pospeška pomeni tudi povečanje taktnega časa, povečanje teh vrednosti pa časa ne skrajša, kar pomeni, da robot ni ozko grlo procesa, čeprav je od strojev najbolj zaseden. Simulacija pokaže, da je urnik koherenten (taktni cikli s časom ne diver-girajo) in da so variance taktnih časov zaradi različno dolgih robotskih gibov za posluževanje posameznega stroja v povprečju zanemarljive. ■ 5 Zaključek Pokazali smo, da problematika optimizacije razvrščanja z dimenzijo pro- blema hitro postane tako zahtevna, da za najsplošnejše probleme, večje od 6 izdelkov na 6 strojih, enostavno ni uporabnih postopkov razvrščanja, ki bi zagotovili optimalne rešitve, na voljo imamo le eksakten opis problema. Nedoseganje zahtevanih taktnih časov se večkrat rešuje s podvajanjem kapacitet, in ne z ustrezno optimizacijo urnika. V procesih, v katerih je podvajanje proizvodnih kapacitet zaradi ekonomike zelo kritično, imamo na voljo omejen nabor metod optimizacije, pa še izmed teh jih velik del postane neuporaben z naraščajočo kompleksnostjo in specifičnostjo tehnoloških zahtev. Vedno pa ostaja motiv, da ne vemo, ali je neka rešitev optimalna, in da jo morda lahko izboljšamo. Ker so časovni prihranki tu kumulativni, je lahko ekonomski učinek precejšen. Niso pa industrijski procesi edino področje optimizacije. Prihranki v vseh pojavnih oblikah so možni na zelo različnih področjih, pomislimo tu na urnike v šolah, obilo mrtvega časa v logistiki, špediciji in storitvah, nenazadnje na čakalne dobe v zdravstvu. Skupno vsem področjem je to, da se običajno ne zavedamo zahtevnosti razvrščanja opravil, dokler ne naletimo na jasno definiran problem. Tudi na področju razvrščanja so simulacijska orodja zelo uporabna, saj spodbujajo tudi lastno iznajdljivost in kar je še človeških lastnosti, ki smo jih našteli v uvodu. Literatura [1] Stein E. W.: Improvisation as Model for Real-Time Decision Making, v: Supporting Real Time Decision-Making, Annals of Information Systems 13; pog. 2, Springer Science and Business Media, 2011. DOI 10.1007/978-1-4419-7406-8_2. [2] Seidel, R. H. A., Arndt, G.: Productivity Improvement in Job Shop Production, CIRP Annals -Manufacturing Technology, Vol. 37, No. 01, 1988, 421-424. [3] Ploydabi, K., Mungwattana, A.: Algorithm for Solving Job Shop Scheduling Problem Based on machine availability constraint, International Journal on Computer Science and Engineering, Vol. 02, No. 05, 2010, 1919-1925. [4] http://www.wolframalpha.com/ input/?i = how+many+atoms+in +the+universe&lk=4. Optimization of periodic job-shop scheduling in robot manipulation Abstract: Schedule optimization of industrial processing, generally referred to as Job-Shop problem, involves exceptionally demanding arithmetic which puts it among NP-hard problems, where time consumption grows exponentially against problem size. Exact solving procedures fail to be useful for all but the smallest job-shop problems. Even modest processes defined by 6 machines and 6 jobs or larger need to be addressed by using approximative scheduling procedures which perform faster but do not guarantee the optimal solution. The paper presents time-optimization of a given robot cell where overlapping and periodicity are crucial to achieve shorter cycle times of a continually repeating process. Before commissioning the actual cell, feasibility of the resulting schedule and validity of predicted cycle times were tested in a simulation environment where optimality of the process solution was confirmed. Keywords: job-shop, schedule, optimization, industrial process, robot manipulation Kako izbrati infrardeči termometer? 2. del Bojan TEŽAK Izvleček: Poleg pogosto uporabljanih ročnih IR-termometrov, ki večinoma delujejo v valovnem območju 8 do 10 |im, je še cela vrsta industrijskih stacionarnih IR-termometrov, ki delujejo pri različnih valovnih dolžinah in so primerni za najrazličnejšo uporabo. Prispevek opisuje, kako valovna dolžina merjenja vpliva na točnost meritve. Ključne besede: IR-termometer, infrardeče merjenje temperature ■ 1 Uvod Z ročnimi IR-termometri lahko merimo v zelo širokem temperaturnem območju od -35 do 1800 °C [1]. Za kontrolo specifičnega tehnološkega postopka, merjenje temperature različnih materialov ali za vgradnjo v razne naprave pa je bolj smiselno uporabiti IR-termometre, ki so prilagojeni posamezni vrsti aplikacije. Bojan Težak, univ. dipl. inž., Terming termografija, d. o. o., Ljubljana Eden izmed pomembnih parametrov, ki določajo namen uporabe IR-termometra, je valovna dolžina merjenja. ■ 2 Telesa na višji temperaturi sevajo več Slika 1 prikazuje, da se vrh sevanja teles z višjo temperaturo premika h krajšim valovnim dolžinam. Smiselno je torej, da za merjenje v želenem temperaturnem območju uporabimo termometer, ki deluje v ustreznem valovnem območju. Za merjenje sobnih temperatur je primeren termometer, ki je občutljiv na valovne dolžine okoli 10 |im , za merjenje teles na 500 °C je bolj primeren termometer, ki deluje okoli 4 |im in za 1000 °C termometer, občutljiv okoli 2 |im. Jeklo na temperaturi 550 °C vidimo kot temno rdeče, saj že seva dovolj energije z valovno dolžino, ki je na zgornjem robu zaznavanja človeškega očesa (slika 1). Telesa na tej temperaturi začnejo "žareti" v temno rdeči barvi. Z višanjem temperature telo seva vse več energije tudi s krajšimi valovnimi dolžinami. Ko je dovolj energije pri vseh valovnih dolžinah vidnega dela spektra, vidimo telo v beli barvi. Na sliki 2 je ponazorjeno, kako temperatura jeklenih gredic, ki prihajajo iz valjarne na odlagališče, narašča od leve proti desni. Gredice na levi so najdlje na odlagališču, zato so najbolj hladne. Čeprav so na temperaturi nad 300 °C, jih vidimo kot črne. Ko se jim približamo, občutimo njihovo temperaturo. Koža je veliko bolj občutljiva za toploto kot oči. Šele ko doseže temperatura okoli 550 °C, jo zaznamo tudi z očmi, najprej v temno rdeči barvi. Fotografija na sliki 2 je bila posneta nekoliko kasneje kot termogram, kar Spekfnalna jakna! sevanja - relativna sJiala 0 1 i iO 100 Valovna dolžina v Slika 1. Z mavričnimi barvami so poudarjene valovne dolžine vidnega dela spektra [2] Slika 2. Primerjava jeklenih gredic na odlagališču v vidnem in IR-delu spektra (8 do 14 /m) se vidi iz tega, da je na fotografiji že nova gredica, ki je na termogramu še ni. Gredice na odlagališču so se medtem že nekoliko ohladile, zato gredico, na fotografiji označeno z zelenim križcem, vidimo bolj črno kot pa temno rdečo, kot bi pričakovali. ■ 3 Prepustnost atmosfere Čeprav je tehnično z izbiro primernega filtra mogoče narediti termometer za želeno valovno dolžino, pa postavlja omejitve neenakomerna prepustnost atmosfere za različne valovne dolžine. Velik vpliv na zmanjšanje prepustnosti atmosfere predstavljata absorbcija in sipa-nje zaradi koncentracije vodne pare, dima, prahu in plinov, kot sta CO2 in ozon O3. Slika 3 prikazuje spektralno prepustnost atmosfere in vpliv plinov pri posameznih valovnih dolžinah. Vodna para ima izrazit vpliv na prepustnost pri 1,38 |im , 1,87 |im , 2,7 |jm in 6,3 |im . Ogljikov dioksid CO2 absorbira valovanje pri 2,0 |im , 2,7 ^m , 4,3 |im in 15,0 |im . Ozon O3 največ absorbira valovanje v pasu med 9,3 |im in 9,8 |im [4]. IR-termometri so narejeni tako, da merijo v tako imenovanih atmosferskih oknih oziroma v valovno najbolj prepustnih območjih. S slike 3 je razvidno široko območje med 8 in 14 |jm , ki je primerno za merjenje teles na sobnih temperaturah. Področje 7,9 |im se uporablja za merjenje tanke plastike (poliester, poliuretan, teflon, poliamid), ki je za to valovno dolžino neprepustna. Valovna dolžina 5,2 |im je primerna za merjenje steklene površine. Na sliki 5 je podana odvisnost emisivnosti steklene površine od valovne dolžine. Steklo ima največjo emisivnost v območju med 5 in 8 |im . Z upoštevanjem prepustnosti atmosfere je najprimernejše območje za merjenje steklenih površin prav 5,2 |im . Atmosfersko okno pri 4,64 |im izkoriščamo za merjenje temperature plina CO, okno pri 4,24 |im pa za CO2 . Oba plina imata pri teh valovnih dolžinah visoko emisivnost. Tra HmSU* - prepuilnost atuMlarB t IDO« iOSfc 60 91 £0% -10 <4 30 "i JO* 10% 0% m 1J « 15 Valovna delilna J, [um" tttt It iT II 11,0 COj I I jO, H jO CO, OJ CO, Ti T HjlD co, oj T Hyo I CO, i CO, Slika 3. Prepustnost atmosfere na razdalji 10 m [3] n Slika 4. Gost dim, ki poleg vodne pare vsebuje tudi trdne delce, je neprepusten v valovnem območju IR-kamere med 8 in 14 /um ski h površin višja pri krajših valovnih dolžinah. Steklo ima zelo razgibano odvisnost emisivnosti od valovne dolžine (slika 5), prav tako tudi plastika. Za kvalitetno meritev je potrebno izbrati termometer, ki meri pri valovnih dolžinah, kjer ima mer-jenec visoko emisivnost in je prepustnost atmosfere velika. Sposobnost sevanja površine ni odvisna samo od vrednosti za emi-sivnost materiala (kovine, les, koža itd.), ampak tudi od lastnosti površine konkretnega materiala, ki je lahko oksidirana, nagubana, z ostrimi robovi ali je ravna, mastna, umazana, prašna itd. Namesto o emisivnosti govorimo o emitivnosti ali o sposobnosti sevanja konkretne površine in je poleg naštetega odvisna tudi od temperature površine in valovnega območja meritve. Kako razgibanost oziroma geometrija površine vpliva na emitivnost, prikazuje slika 6. Slika 5. Emisivnost stekla v odvisnosti od valovne dolžine [2] Okno 3,9 |jm je primerno za merjenje skozi plamen [1]. Pri valovni dolžini 3,43 |im imajo visoko emisivnost nekateri plastični materiali, kot so polietilen, polipropilen, najlon in polistirol. Za merjenje visokih temperatur so primerne valovne dolžine 2,3, 1,6, 1 in 0,8 ^m [4]. Za merjenje talin pri visokih temperaturah do 2000 °C lahko uporabimo termometer z valovno dolžino 0,525 |im , ki deluje v vidnem delu spektra in minimizira napake zaradi emisivnosti in atmosfere [1]. Imamo torej razmeroma ozka uporabna valovna območja merjenja. Termometre, ki merijo v tako ozkem spektralnem območju, imenujemo eno-valovni ali enobarvni termometri. Glede na spektralno območje je izbrana tudi vrsta detektorja. Za omejitev merilnega območja pa se uporabljajo spektralni filtri. ■ 4 Emisivnost in emitivnost V prejšnjem prispevku [5] smo videli, da je emisivnost kovin- Slika 6. Gladek in naguban aluminijast listič na ku-halni plošči len n-ti potenci temperature mer-jenca [4]: Dva lističa tanke alufolije smo pogreli na električni kuhalni plošči. Dogajanje smo spremljali z IR-ka-mero, ki deluje v valovnem območju 8 do 14 |jm . Prvi listič je bil gladek, drugega pa smo najprej zmečkali v kepo in ga nato razgrnili, da je ostal naguban. IR-kamera vidi naguban listič na zgornjem termogramu na sliki 7 kot navidezno toplejši, ker zaradi nagu-banosti difuzno reflektira temperaturo okolice iz vseh smeri. Ko lističa segrejemo na skoraj 130 °C, se zaradi majhne emisivnosti navidezna temperatura levega lističa poviša samo za 10 °C. Desni listič, ki je iz U « CsTobf (1) U detektorjev odziv C konstanta termometra s emitivnost merjenca Tobj temperatura objekta v kelvinih n potenca, ki je odvisna od valovnega območja integriranja Plancove enačbe n = f ¿2 ) Odziv termometra je direktno proporcionalen emitivnosti s. Napaka pri oceni emitivnosti s se proporcionalno odraža v odzivu meritve U. Kako pa je glede na spremembo emitivnosti odvisna izračunana temperatura objekta Tobj ? Iz enačbe (1) sledi: Slika 7. Zgornji termogram prikazuje stanje pred začetkom gretja, ko so bili kuhalna plošča in lističa na sobni temperaturi, spodnji pa po koncu gretja, ko je temperatura plošče dosegla skoraj 130 °C enakega materiala, ima popolnoma enako emisivnost, vendar ima zaradi nagubanosti površine v gubah bistveno večjo emitivnost. IR-ka-mera izmeri najvišjo temperaturo preko 90 °C. Primer ponazarja, kako razgibanost površine vpliva na sposobnost sevanja. Zaradi enostavnosti je bila emisivnost na IR-kameri nastavljena na 95 %, saj smo želeli pokazati vpliv različnih površin na meritev, ne pa izmeriti pravo temperaturo lističev. ■ 5 Potenca n Odziv IR-termometra v omejenem valovnem območju je proporciona- U 1 1 Tobj = (—)« = C1Un kjer je Cs 1 i C = n (2) Cs Spremembi odziva detektorja U sledi sprememba temperature objekta Tobj: ^Tobj = Čl u^ ali AU n C (—1) ATobj = U n 1 AU in: n (3) 1 AU ATobj C, (—d . ^ = —U n AU = JT (4) Tom - n U J nClUn Enačbo (4) lahko izrazimo tudi z emitivnostjo: ATobj = 1 AS oz ATobj = 1 Tobj Tobj n s As ns Kar pomeni, da ima sprememba emitivnosti s, ki proporcionalno vpliva na odziv detektorja U, za faktor n manjši vpliv na izračunano temperaturo objekta Tobj. Večji, kot je n Slika 8. Če želimo čim večjo potenco n, ki zagotavlja manjšo odvisnost od emisivnosti merjenca in prepustnosti atmosfere, moramo izbrati termometer, ki deluje pri čim krajši valovni dolžini [1] Slika 9. Napaka meritve zaradi 10-odstotne napačne ocene emisivnost merjenca [6] Za merjenje nizkih temperatur nima- , manj bo meritev odvisna od emitiv-nosti. Za faktor n je manjši tudi vpliv prepustnosti atmosfere. Potenca n je določena z izrazom [4]: mo velike izbire. Uporabiti moramo termometer, ki deluje v območju 8 do 14|im , kjer je napaka največja. Nad 50 °C lahko uporabimo termometer, ki deluje pri 2,3 ^m in ima zato trikrat manjšo procentualno napako. Slika 11 prikazuje merilna območja, ki jih pokrivajo termometri, ki zaznavajo sevanje pri navedenih valovnih dolžinah. ■ 6 Zaključek Članek opisuje vzroke, zakaj je oz-kopasovni IR-termometer boljša izbira glede na širokopasovni. Atmosfera ima na meritve pod 8|im velik vpliv. Potenca n v odzivu IR--termometra določa, kakšen vpliv na meritev bosta imeli emisivnost in prepustnost atmosfere. Faktor emisivnosti, ki je za posamezen material naveden v raznih tabelah, je samo prvi del zgodbe. Gladka in čista ali pa oksidirana, mastna, umazana, prašna in geometrijsko razgibana površina pa je drugi del, ki določa dejansko sposobnost sevanja površine ali emitivnost. Da zmanjšamo napako meritve, če je le mogoče, uporabimo IR-termometer, ki meri pri krajših valovnih dolžinah. Viri [1] Product Overview (http://www. optris.com/portable-thermo-meters). [2] Pyrometerhandbook (http://lu-masenseinc.com/EN/solutions/ techoverview/irtemp/). C n = - 14388 kTobJ kTobJ (6) C 2 druga radiacijska konstanta, ki je enaka 1,4388 • 10-2 mK Xe efektivno valovno območje (območje merjenja) v^m Na sliki 9 je prikazana napaka meritve v procentih, ki jo naredimo v primeru 10-odstotne napačne ocene za emisivnost merjenca. Višina napake je odvisna od valovne dolžine in temperature merjenca. Slika 10. Večina ročnih termometrov meri v širokem pasu valovnih dolžin 8 do 14 /m, kjer je napaka meritve večja. Miniaturni termometer na desni, ki deluje pri 2,3 jm, meri že od 50 °C naprej in je precej manj odvisen od emisivnosti [1]. Valovna doli in a v pm 8-14 7,9 3,9, 4,24, 4,64 5.2 2.3 1,6 1 c to 1000*0 0*c 10 500'C ?D0"C is H5Q*C ido-c io ififltrc 50*01« iaafl"C iio-c la iaoa-c m*C lo 2Z0Q*C io« i40a soao Temperatura v ®C Slika 11. Izbira termometra je odvisna od želenega merilnega območja [1] [3] Krzysztof Chrzanowski: NON-CONTACT THERMOMETRY Measurement Errors, ISBN 83904273-5-5. [4] The response of infrared thermo- meters to radiation 1-800-6310176 (http://www.m-r-c.co.il/ IVIeidia/Doe// Techn icallnforma-tion/Temp_Measuring10.pdO). [5] Težak, B.: Kako izbirati infrardeči termometer, Ventil, november 1T/2012/5, etr.: 404-f407. [6] Non-contacC tempe-a-are measure- ment on metal surfaces via infrared (http://www.optris.com/tempers-ture-measure meat-metal). How to choose an infrared thermometer? Part 2 Abstract: In addition to commonly used handheld IR thermometers, operating mostly in t hie wavelength range of 8 ta a0 nm is a series of stationary industrial infrared thermometers, operating at different wavelengths and suitable for different atplications. This paptr describes how the measurement accuracy dopends on wavelength range. Keywords: infrared thermometer, infrared temperature measurement. JAKSA MAGNETNI VENTILI od 1965 • vrhunska kakovost izdelkov in storitev • zelo kratki dobavni roki • strokovno svetovanje pri izbiri • izdelava po posebnih zahtevah • širok proizvodni program • celoten program na internetu '»* j i tu „i ■, 1 ■ www.jaksa.si ¿1 SliS Robotska celica za predobdelavo s plazmo in nanos lepilno-tesnilne mase na vgradne elemente za avtodome Žiga MAJDIČ Robotiziran nanos materialov je v avtomobilski industriji že dobro uveljavljen. Zaradi potreb po usklajenem delovanju dozirnega sistema in natančnega gibanja robota ter majhnih dovoljenih odstopanj spada med zahtevnejše uporabe robotov. V nadaljevanju je predstavljena robotska celica, ki površino robov oken in vrat avtodomov najprej predobdela s plazmo, nato pa se nanje nanese lepilno-tesnilna masa. Slika 1. Vodenje orodja (zgoraj) in vodenje izdelka (spodaj) ■ 1 Uvod Nanos lepilno-tesnilne mase je zahteven proces, pri katerem je za dober rezultat potrebno izpolniti dva bistvena pogoja: enakomerno nanašanje oziroma doziranje materiala ter enakomerno in netresoče gibanje opreme za nanašanje. K temu je potrebno dodati še obvladovanje traj-ektorij nanosov, ki v večini primerov niso nujno zgrajene le iz ravnih odsekov, in kratke čase ciklov, v katerih naj bi bili procesi nanašanja izvedeni. Hitro lahko ugotovimo, da človek vsem omenjenim zahtevam težko zadosti, če pa upoštevamo še v industriji vedno zelo zaželeno čim večjo ponovljivost v daljšem časovnem obdobju, vidimo, da res dober končni rezultat lahko dosežemo le z avtomatizacijo nanosa. Industrijski roboti zaradi svoje natančnosti, hitrosti, gibljivosti in fleksibilnosti predstavljajo eno izmed ustreznih rešitev [1]. V avtomobilski industriji se pri nanašanju različnih materialov pogosto uporabljajo 6-osni roboti. Neposredno na linijah, kjer se vozila sestavljajo, je orodje za nanos največkrat fiksno nameščeno, robot pa vodi iz- delek pod orodjem in tako prevzema tudi logistično vlogo. Pri proizvodnji posameznih sestavnih delov pa je pogostejša obratna situacija - da torej robot nosi orodje za nanos [2]. Poleg avtomobilske industrije se aplikacije nanašanja različnih materialov uporabljajo tudi v drugih pa- nogah. Robotizacija je mnogokrat nujna tudi zaradi vedno večjih zahtev po kakovosti, ki jih ročni nanos ne more izpolniti. ■ 2 Zahteve naročnika V podjetju Adria Mobil, d. o. o., se okna in vrata na avtodome vgraju- Žiga Majdič, univ. dipl. inž., ABB, d. o. o., Ljubljana v ËftAk -jjj Slika 2. Primeri vgradnih elementov za avtodome jejo neposredno na glavni proizvodnji liniji, robotiziran nanos tesnilne mase pa naj bi se neodvisno izvajal na ločeni postaji. Pred nanosom mase se mora nanašalna površina predobdelati s plazmo, kar zagotovi čistočo in ustrezno površinsko napetost za čim boljši rezultat lepljenja in tesnjenja. Na podlagi dimenzij vgradnih elementov sta bila definirana velikost in število obdelovalnih miz, na katere naj bi se vgradni elementi vstavljali in odstranjevali ročno. Podana je bila tudi zahteva po vodenju operaterja z grafičnim vmesnikom, ki prikazuje oznake in vrstni red elementov za obdelavo glede na izbrani model avtodoma. Čas cikla je vezan na hitrost glavne proizvodnje linije in je različen glede na model vozila. V povprečju je dovoljen čas za pripravo posameznega elementa 2 minuti, kar pri vozilu z največ elementi znaša približno 24 minut. ■ 3 Robotska celica Robotska celica je bila zasnovana v simulacijskem okolju ABB RobotStudio. Glede na podane zahteve naročnika je bil izdelan tloris. Pri načrtovanju sta bili posebej pomemb- ni optimalna izbira in postavitev robota zaradi dosegljivosti, simulacija pa je pokazala tudi čase ciklov, ki so bili znotraj zahtevanih. Celica vsebuje naslednje glavne komponente: • industrijski robot IRB 4600, • tri obdelovalna mesta - mize, • dozirni sistem za nanos lepilno--tesnilne mase, • postrojenje za predobdelavo s plazmo. Industrijski robot IRB 4600 in orodja Robotska celica temelji na industrijskem robotu IRB 4600 proizvajalca ABB, ki ima doseg 2,55 m in dovoljuje največjo obremenitev 40 kg. Na robota sta nameščeni pištola za predobdelavo s plazmo in pištola za nanos lepilno-tesnilne mase. Pištola za nanos lepilno-tesnilne mase je pritrjena na brezbatnični cilinder, ki omogoča njen umik, kadar je to potrebno. Pri aplikacijah preciznega nanašanja materiala se usklajenost doziranja in gibanja robota najbolj pokaže na neravnih odsekih trajektorije nanašanja. Tu pride do izraza sposobna programska oprema, ki skrbi za gibanje robota. ABB-jev robotski krmilnik zadnje generacije IRC5 zagotavlja visoko točnost robotske trajektorije neodvisno od hitrosti in smeri gibanja [3]. Obdelovalna mesta Celica vsebuje tri obdelovalne mize, kamor operater polaga vgradne elemente vozil. Dve mizi sta opremljeni s pomičnim linearnim mehanizmom z zaklepom, kar omogoča ponovljivo vstavljanje elementov z nalega-njem v bližnji levi kot. Ti dve mizi sta Slika 3. Prtljažna vrata v položaju za obdelavo namenjeni predobdelavi s plazmo in nanosu mase na okna in vrata. Z uporabo dveh miz dosežemo, da se robotska obdelava na eni mizi in menjava elementa, ki jo opravlja operater, na drugi mizi izvajata istočasno. Na tretji mizi se obdelujejo obloge kabine in profili, ki se vlagajo v temu namenjena ležišča na fiksnih pozicijah. Miza je namenjena le predobdelavi s plazmo. Pred vsako mizo so nameščena dvižna vrata, ki onemogočajo kontakt robota in operaterja. Vlaganje in odstranjevanje elementov se izvaja ročno. Dozirni sistem za nanos lepilno-tesnilne mase Dozirni sistem proizvajalca Graco zagotavlja natančno nadzorovan in stalen pretok enokomponen-tnih materialov, katerega rezultat je gladko in skladno doziranje. To omogočata napreden tlačni senzor in merilec pretoka, ki prejema povratno informacijo od pretoka materiala. Celoten dozirni sistem je sestavljen iz pnevmatske črpalke s stojalom, krmilne enote, krmilno-dozirne plošče in pištole za enokomponentne materiale. Komunikacija z robotskim krmilnikom poteka preko vodila DeviceNet. Postrojenje za predobdelavo s plazmo Za močne in trajne adhezivne spoje materialov je bistvenega pomena dobra priprava površin izdelkov. Priprava površin s plazmo je zelo učinkovita visokotehnološka metoda brez organskih topil. Rezultat je razmaščena, očiščena, t. i. aktivirana površina [4]. Postrojenje za predobdelavo s plazmo proizvajalca Plasmatreat sestavljajo generator, visokonapetostni transformator, pištola z rotirajočo šobo in enota za nadzor ter regulacijo dovodnega tlaka. Ker kakovost komprimiranega zraka močno vpliva tako na življenjsko dobo šobe kot tudi na učinkovitost plazme, sistem dodatno vsebuje tudi tristopenjski filter zraka. Namen rotirajoče šobe je širši snop plazme. ■ 4 Opis delovanja Operaterski vmesnik na industrijskem računalniku je zasnovan tako, da operaterju omogoča izbiro med: • obdelavo celotnega nabora oken in vrat za določen model avtodoma, • obdelavo posameznega elementa, • obdelavo seta oblog in profilov za posamezen model vozila, • osnovnimi servisnimi funkcijami. Pri obdelavi celotnega nabora oken in vrat za izbran model vozila grafični vmesnik vodi operaterja in izpisuje vrstni red vlaganja in menjave elementov na mizi. Prav tako dozirno-krmilna plošča pnevmatska Črpalka visokonapetostni transformator krmilna enota m plazma generator dozirna giava t rotirajoča šoba sistem za nanos lepilno-tesnilne mase postrojenje za predobdelavo s plazmo robot robotski krmilnik Slika 4. Shema procesne opreme Slika 5. Operaterski vmesnik prikazuje trenutno stanje elementov in obdelovalnih mest, operaterju pa omogoča, da določen element lahko preskoči. Vmesnik je bil izdelan z ABB-jevim programskim okoljem za izdelavo vizualizacije sistemov vodenja - Compact HMI. Pred obdelavo posameznega elementa robot izvede meritev z laserskim senzorjem in preveri, če je element na mizi dimenzijsko ustrezen. S tem se v veliki meri izognemo poškodbi elementa in strojne opreme zaradi človeške napake. Po meritvi se najprej izvede pred-obdelava robov elementa s plazmo, sledi pa še nanos lepilno-tesnilne mase. To zaporedje operacij se nato izmenjaje izvaja na obeh mizah, dokler ni obdelava vseh elementov za posamezno vozilo končana. Po zaključku obdelave operater vse elemente dostavi na glavno proizvodnjo linijo, kjer se takoj montirajo na vozilo. ■ 5 Varnost in sistem EPS Delovno območje robota je zaprto z ograjo, na kateri so svetlobna telesa (semaforji), ki označujejo trenutno stanje posamezne mize. Ograja vsebuje troje dvižnih vrat za vstavljanje in odstranjevanje elementov ter ena krilna servisna vrata. Vsa vrata so varovana z varnostnimi ključavnicami na zaklep. Robot je opremljen z dodatnim varnostnim krmilnikom EPS (Electronic Position Switches), ki zagotavlja varnostne signale v odvisnosti od položaja robotskih osi [5]. Signali so vključeni v varnostno verigo. Namen sistema je preprečiti vstop robota v območje posamezne mize, kadar so njena vrata odprta. S tem varujemo delovno mesto v fazi menjave elementa. ■ 6 Zaključek Dosežene so bile vse procesne zahteve, kot so kvaliteta priprave površine, oblika in količina nanosa tesnila, mehanske lastnosti po montaži in čas cikla. Izredno natančno doziranje lepila tudi ne zahteva več čiščenja po montaži. Parametrično zasnovan program pa kupcu mogoča, da lahko zelo enostavno sam dodaja nova okna in vrata ter konfigurira nove nabore elementov za posamezna vozila. Literatura [1] Bennett, B.: Dispensing Profits with Dispensing Robots, http:// www.robotics.org/. [2] Sprovieri, J.: Dispensing With Six-Axis Robots, http://www.assem-blymag.com/. [3] ABB IRB 4600 Data Sheet, http://www.abb.com/robotics. [4] Melamies, I. A.: Moč plazme, http://www.rogacplus.si/docu-ments/Mocplazme.pdf. [5] SafeMove Data Sheet, http:// www.abb.com/robotics. Slika 6. Zaporedje operacij obdelovalnega cikla Ventili za hitro odzračitev MS..-SV-E in -C Ventili MS..-SV-E in -C zagotavljajo najhitrejšo možno in zanesljivo odzračitev pri nenadnih in hitrih zaustavitvahv varnostno kritičnih sistemih. Kombinacija mehke startne funkcije in varne odzračitve povečuje varnost in veča razpoložljivost strojev in sistemov. Skupna značilnost ventilov MS6-SV--E, MS6-SV-E-ASIS, MS6-SV-C in MS9-SV-C je kompaktna konstrukcija, kjer sta funkci-i m ehkega povečevanja tlaka in etre odzračitvb združeni v enem, vgradno prilagodljivem okrovu (slika 1a). Uporabljajo sn lahko samostojno ali vg-ajeni l p3 7.600 l/min" MS9-SV-C je namenjen za večje tokove in omogoča v smeri p1 > p216.500 l/min ter 20.500 l/min v smeri p2>p3- goče enostavno povezovati, na primer z regulatorjem tlaka LFR, finim in mikrofiltrom LFM ter s tokovnim senzorjem SFAM (slika lb). Zanesljiva in hitra odzračitev varnostnega ventila zaustavi napajanje sistema s stisnjenim zrakom v nekaj sekundah. Zmogljivost iztoka zraka, tudi pri kritičnih primerih, ne pade pod 150 odstotkov napajalne vrednosti toka. Slika 1. Kompaktna konstrukcija varnostnega ventila (a) in vgraditev v enoto za pripravo zraka (b) Varnostni ventili MS...-SV so del modularnega sistema in jih je mo- Vir: FESTO, d. o. o., Blatnica 8,1236 Trzin, tel: 01 530 21 00, faks: 01 530 21 25, e-mail: info_si@festo.com, http:// www.festo.com, g. Bogdan Opaškar sigurna p®* tr* a Pokličite nas: td/fax, + JB111305 88 22 wwwjndustriia.rs „,... lukuL. m,™^«*,^ * Lazara Kujundzica 1103-0 Beograd, Sibija e -m atl: ofnce^inoijstrija, rs HELLA INDUSTRIJE Tehnologija z vizijo HELLA Saturnus Slovenija d.o.o. Letališka c. 17 1000 Ljubljana/Slovenija Tel.: 01 520 33 33 info@saturnus.hella.com www.hella-saturnus.si Valji z zmanjšano porabo energije - IVAC Pri podjetju Norgren, vodilnem proizvajalcu pnevmatičnih komponent, predstavljajo inovativne, visoko učinkovite pogonske enote, ki občutno zmanjšajo porabo energije in stroške obratovanja. ventilskih otokov, sestavnih delov, cevi in dodatkov. Ta sestavljena ploščad omogoča uporabniku znižati stroške na številne načine. Stroški se znižajo, ker Pogonske enote IVAC ustrezajo zadnjim standardom ISO VDMA. Njihov samostojni priključek M12 za vhod in izhod se lahko ožiči ali vtakne v sistem fieldbus, ne glede na to, kakšen protokol se uporablja. Pogonska enota Pri običajnih pnevmatičnih pogonih so za krmiljenje potrebni različni ventili ali ventilski otoki, tokovni ventili, senzorji kakor tudi konektorji in drugi dodatki. Za poljubno pogonsko enoto je tako potrebnih do 13 različnih sestavnih komponent. Pri Norgrenu so v tesnem sodelovanju s porabniki njihovih komponent razvili pogonsko enoto IVAC (integriran nadzor ventilov in valjev). To je enota, ki združuje valj, ustrezen potni ventil, krmilnik pretoka, blaženje in potrebne senzorje. Pogonska enota IVAC ima optimalno maso in velikost, primerna je za priključne cevi s premerom od 40 do 80 mm in vključuje integriran ventil in magnetno mejna stikala za popoln nadzor. Enote IVAC je mogoče vgraditi v obstoječe ali v nove sisteme, posamezna enota zahteva le en pnevmatični in en električni priključek, zato ne potrebujete več so namestitev, vzdrževanje in zamenjava ene same enote lažji. Krajši čas zastojev zaradi vzdrževalnih del pa pomeni tudi večjo učinkovitost. Ker med ventili in pogoni ni cevi, se tako zmanjšata nefunkcionalna prostornina in poraba zraka tudi do 50 odstotkov, kar znatno zmanjša stroške na milimeter hoda v primerjavi z običajnimi pnevmatičnimi sistemi. Pri stroju, ki obratuje z dvema milijonoma ciklov letno, se tako prihrani dovolj energije, da se v enem letu povrne strošek nakupa izdelka IVAC. Poleg tega IVAC izboljša tudi videz stroja, saj je vse skupaj videti bolj prefinjeno, za končne uporabnike pa to pomeni, da je tovarna videti čistejša in naprednejša. Na voljo so številne različice, med njimi so tudi gladki industrijski valji, ki omogočajo enostavno čiščenje in so primerni tudi za stroje, ki morajo izpolnjevati visoke higienske predpise. Richard Bull iz Norgrena je dejal: "Ko smo oblikovali naš izbor valjev IVAC, je bil ključni cilj ponuditi edinstveno in inovativno trajnostno energijsko izboljšavo v eni sami enoti. Oblika integriranega pogona je osnovana na maksimalni modularnosti, ki dovoljuje lahko sestavljanje in razstavljanje vseh sestavnih delov. Osnovni dejavniki modularnega koncepta IVAC vključujejo poseben pilotni modul, ki je nameščen neposredno na koncu pogonskega valja, integracijo pnevmatičnega vmesnika, zaznavanja pozicije ter monitor za prikaz stanja kakor tudi električni priključek." Dodatne informacije poiščite na spletni strani http://www.norgren. com/si/info/30/ivac. Vir: IMI INTERNATIONAL, d. o. o.(PE) NORGREN HERION,Alpska cesta 37B, 4248 Lesce, Tel.: + (0)4 531 75 50, Fax: + (0)4 531 75 55, bo-rut.kralj@norgren.si Mednarodni sejem za avtomatiko, robotiko, mehatroniko ... International Tradefair for AutprrmioliijsbGtics, mechatronic,... international trade fair of r\r\ e\A f>A e\A r\r\A a & mechatronic 29.01.-31.01 .2014 www.icm.si Miniaturni optični senzorji v nerjavnem ohišju - Datalogic serija S8 FBS elektronik, d. o. o., predstavlja serijo miniaturnih senzorjev S8 proizvajalca DATALOGIC z novimi izvedbami v nerjavnem ohišju, ki dopolnjujejo celovitost družine senzorjev za zahtevne uporabnike. Za normalne pogoje delovanja pa so primerni senzorji S8 v plastičnem okrovu, med njimi tipalo, tipalo z izločitvijo ozadja, zrcalna zapora s polarizacij-skim filtrom in laserske izvedbe (zrcalna zapora in tipalo). Novi modeli podpirajo osnovno načelo eden za vse, ki temelji na enaki velikosti ohišja z enakimi pritrdilnimi luknjami za montažo, vendar z vsemi optičnimi funkcijami. Za vse proizvajalce in končne uporabnike OEM je enotijo vsi senzorji v fazi razvoja na strojih in linijah. Cilj tega je zmanjšanje števila raznovrstnih senzorjev. Novi tipi serije S8 v nerjavnem ohiš- prednost v tem, da se s to serijo po- ju so bili zasnovani za pogosta pra- nja z vodnimi čistilniki (dosežena mehanska zaščita IP69K) in z odpornostjo proti koroziji (material ohišja AISI316L). Družina senzorjev S8 je idealna za zaznavanje barvnega odstopanja pri visokih hitrostih zaznavanja (senzor kontrasta do 10 kHz) in zahtevnih primerih z uporabo zrcalne zapore, kot so prozorni in hitro se premikajoči predmeti na strojih v živilski in farmacevtski industriji, polnilnicah ter pakirnih linijah. Vir: FBS elektronik, d. o. o., Cesta Františka Foita 10, 3320 Velenje, tel. 03 898 37 02, faks: 03 777 37 18, e--pošta: peter.meh@fbselektronik.com , internet: www.fbselektronik.com Nova optična vlakna OMRON serije E32-LT/LD z vgrajeno zbiralno lečo Omron je kot vodilno podjetje na področju optičnih senzorjev predstavil in okrepil ponudbo optičnih vlaken z najnovejšo serijo E32-LT/ LD. Posebnost vlaken je, da imajo že vgrajeno optično lečo, ki zbere in natančno usmeri svetlobo. Cena je ugodna in je primerljiva s ceno standardnih optičnih vlaken. Nova vlakna so zato zelo dobra alternativa optičnim vlaknom, ki imajo možnost montaže dodatne zbiralne leče. Nova serija E32-LT/LD je na voljo v oddajno-sprejemni izvedbi M4 in v difuzni izvedbi vlakna M6. Z zmanjšanjem sevalnega kota od 60° (standardna vlakna) na 15° (nova se- rija vlaken) vgrajena leča v vlaknu zagotavlja do 10-krat višjo svetilnost in omogoča veliko večjo natančnost pri pozicioniranju objekta v primerjavi z navadnimi vlakni. Poleg tega se zmanjša možnost interference in stranskega vdora svetlobe sosednjih vlaken. Vir: MIEL Elektronika, d.o.o., Efenkova cesta 61, 3320 Velenje, tel.: +386 3 898 57 50 (58), fax: +386 3 898 57 60, internet: www.miel.si, e-pošta: info@miel.si UNIDRIVE M - nova družina pogonov podjetja CONTROL TECHNIQUES Control Techniques, podjetje koncer-na Emerson, je predstavilo regulator Unidrive M, inovativno družino pogonov, razvito na osnovi želja in potreb uporabnikov avtomatizacije proizvodnje. Z inovativnim pristopom k razvoju nove generacije pogonov se je podjetje Control Techniques lahko temeljiteje in celoviteje kot kdajkoli doslej osredotočilo na potrebe in zahteve končnih uporab- nikov. Rezultat njihovega programa raziskav trga ter inženiringa in razvoja je družina sedmih pogonov z visoko ravnijo zmogljivosti in uporabnosti. Vsak pogon je podrobno razvit in dizajniran glede na zahteve za izboljšanje produktivnosti posameznih področij industrijske proizvodnje. Vir: PS, d. o. o., Logatec, Kalce 38 b, 1370 Logatec, tel.: 01/750 8510, faks: 01/750 85 29, e-pošta: ps-log@ps--log.si, internet: www.ps-log.si Prenosna naprava za analizo olja -iCountBSplus Parker je poslal na trg novo napravo za analizo olja iz vzorčnih stekleničk - iCountBSplus (IBSplus), ki je nasledila prejšnji model iCountBS. Naprava zagotavlja hitro, natančno in ponovljivo zaznavanje nečistoč v hidravličnem olju. Procesje avtomatiziran, črpalka črpa olje skozi števec delcev, po izbiri pa tudi skozi senzor vlažnosti. Podatke o čistoči fluida n nivojuvlažno-sti naprava lahko neposredno natisne oziroma ih shrani na ra-čunalni k. Kompaktna in prenosljiva oblika IBSplus je uporabna tako v laboratoriju kakor za delo na tere- nu. Lahko se uporabi pri on-line in off-line aplikacijah, kar je tudi glavna novost v primerjavi s prejšnjim modelom. IBSplus je v celoti akreditiran za vse standarde štetja delcev - ISO, NAS, AS in GOSn Naprava uporablja preizkušen o lasersko tehnologijo zaznavanja štetja delcev, krmiljena še preko zaslona na dotik in ima vgrajeno akumulatorsko baterijo z dolgo življenjsko dobo. Vir: Parker Hannfin Corpornti-on, Vetika Bučna vas 7, 8000 Novo mesto,tel.: 07 337 66 50, faks: 07 337 66 51, e-mail: parker.slovenia@par-ker.com,MihaŠteger Ojacevaln ik iztoka ZH-X18 5 Ojačevaln¡k iztoko ZH-X185 deluje na efektu Coanda, tako z majhno porabo zraka olosega velike učinke pri ^pihovan?, oziroma sesanju. Z ojačevalnikom iztokf serije ZH-X185 se beez dodntne energije ffo-veča izpikovanje olisesanje zraka tuki do štirikoat. SMC-jevi inženirji so serijo ZH-X185 razvili takeo, da s priOom izhra,lja efekt Coanda, Skozi ojfčevalnil teče majhen tok sti-smjenega zraka, ki, iz okolice posrka večjo kkoličino zraka in s tem poveča izto°. Zaradi tega se ZH-X185 lahko u poratnljai tako za izpiOovanje in sesanje kakor tudi za tronsport lažjiH razsutih predmetov, kot sn na primer poerl^"ti ali pgah. Za enak učine, izpihoragja oziocima seaonjeje z upojabo ZH-X18, poraba energije m anjša tudi do "70 % od drugih piodobmh izpihovalaikov. Nima gibljivih dolov, zato je zelo tihi, preprost, brez zahtev po vzdrževanju, rokovale in upooabe pa ota zelo enost enna. Vir: jMC Indostajoka avtomatika, d. o. o., M ionska ces ta 7, 82j0 Trebnje, tel: 07 H08 54 12?, f^: 07 088 54 35, e-poštm: office@smc.sj, jnternet: wwwesmr.si 5. INDUSTRIJSKI FORUM IRT • PORTOROŽ. 10. - 12. JUNIJ 2013 10. - 11. 6. 2013- industrijski www.forum-irt.si 12. 6. 2013 - Inkrementalni dajalniki pozicije DBS36 in DBS50 DBS36 in DBS50 sta najnovejši izvedbi v družini SICK-ovih inkre-mentalnih dajalnikov. Sta enostavni za montažo in predstavljeni pod blagovno znamko EASIMA - preprosta montaža za vsak primer uporabe. Imajo premišljeno konstrukcijsko zasnovo. Posebna geometrija okrova omogoča postavitev odprtine za kabel skoraj v vsako smer in tako optimalno napeljavo kablov. Izdelujejo se s polno in votlo gredjo. Dajalniki s polno gredjo imajo na sprednji strani več različnih lukenj za pritrditev, kar omogoča enostavno zamenjavo dajalnikov drugih proizvajalcev z DBS36 in DBS50 brez dodatnih prilagoditev. Dajalniki z votlo gredjo se izdelujejo s standardnim premerom luknje 8 mm, z ustreznimi dodatki pa se lahko premer zmanjša na 5 mm ali 6 mm. Nosilec statorja s podolgovatima luknjama omogoča poravnavo pod kotom, dajalnik je tako lahko montiran na luknje z razdaljo 42 mm in 46 mm. Dostopnost vijakov za pritrditev gredi bistveno olajša namestitev dajalnika. Serija DBS36 in DBS50 je stroškovno ugodna, vendar kakovostna. Okrov in prirobnica sta iz aluminija, stopnja zaščite je IP65, povečani ležaji pa zagotavljajo večjo odpornost pred udarci in vibracijami. Povečana radialna in aksialna nosilnost zagotavljata največjo možno robustnost dajalnika. Možne so izvedbe s poljubnim številom impulzov med 100 in 2500. SICK je določil več kot 70 priporočenih tipov za nove inkrementalne dajalnike EASIMA, ki izpolnjujejo najbolj pogoste zahteve glede me- hanske pritrditve, električnih vmesnikov, dolžine kablov in števila impulzov. Dobava iz skladišča je v zelo kratkem času kakor tudi vsi ostali dodatki, ki naredijo serijo DBS36 in DBS50 še bolj vsestransko uporabno. Vir: SICK, d. o. o., Cesta dveh cesarjev 403, 1000 Ljubljana, tel.: 01 47 69 990, fax.: 01 47 69 946, e-mail: office@sick.si, http://www.sick.si Cenovno ugodni krmilniki Allen-Bradley Micro850 Podjetje TEHNA je uvrstilo v svoj prodajni program krmilnike Allen-Bradley Micro850, ki so izdelani v več modularnih različicah in omogočajo vgradnjo različnih razširitvenih enot. i. plug-in moduli). Primer teh so enote za izmenjavo sporočil GSM/SMS, serijska komunikacija RS232/485, ura realnega časa, dodatni spomin, po-tenciometri za nastavitve ... Micro850™ so primerni za manjše stroje in naprave, avtomatizacijo strežnih naprav »primi - odloži«, hišno avtomatizacijo, krmiljenje oddaljenih objektov (črpališča, čistilne Opremljeni so z Ethernetom (Ethernet/ IP in ModbusTCP-protokol) in serijskim priključkom. Micro850™ prihaja v dveh izvedbah, 24 in 48 vhodno--izhodnih točk. Dodati je mogoče do štiri vhodno-izhodne enote ter tri oziroma pet enot za posebne funkcije (t. Programiranje je možno v lestvični logiki, funkcijskih blokih ali tekstovno. Krmilniki omogočajo operacije s 64-bitnimi spremenljivkami integer in floating point ter triosno pozicio-niranje z linearno in krožno interpolacijo v prostoru XYZ. naprave), za krmiljenje rastlinjakov, za solarne elektrarne in podobno. Vir: Tehna, d. o. o., Tehnološki park 19,1000 Ljubljana, tel. +3861 28 01 775, fax:. +386 1 28 01 760, www.tehna.si, Žiga Petrič Visoko produktivna fleksibilna robotska linija za manipulacijo s katalizatorji Hubert KOSLER, Aljoša ZUPANC, Matej MERKAČ, Robert MODIC, Damian ŠIRAJ ■ 1 Uvod Naloga projekta je bila umestitev robotskega posluževanja v ključni del procesa izdelave katalizatorjev, to je v proces nanašanja kata-lita. Katalizatorji so zelo občutljivi in krhki izdelki, zato sta natančno prijemanje in odlaganje ključnega pomena. Istočasno pa je potrebna kar največja produktivnost sistema. Širok spekter dimenzij oziroma tipov izdelkov zahteva v postopku načrtovanja optimalne rešitve, interdisciplinarno povezovanje in dinamično ekipo. Ta je morala podrobno analizirati, preskusiti in optimizirati vse vsebinsko-tehnične vplivne dejavnike za dosego želenih ciljev. Izdelki, za katere je zasnovana robotska linija, so okrogli oziroma eliptični valji s premeri od 50 do 160 mm in višino od 60 do 220 mm. Skupaj se na isti montažni liniji obdeluje preko 300 tipov različnih izdelkov. Največja masa posameznega izdelka je 3,5 kg (slika 1). Proces izdelave katalizatorjev je razdeljen v tri korake. V prvem se izdelek obrne, na substrat nanese katalit z ene strani in se v prehodni komori posuši. V drugem koraku se izdelek obrne, nanese katalit z druge strani in posuši v prehodni komori. V tretjem koraku se izdelek termično formira v prehodni peči. Med posameznimi koraki je zahtevana robotska Hubert Kosler, univ. dipl. inž., Aljoša Zupanc, univ. dipl. inž., Matej Merkač, univ. dipl. inž., Ya-skawa Slovenija, d.o. o., Ribnica; mag.Robert Modic, univ. dipl. inž., Damian Širaj, univ. dipl. inž., Yaskawa Ristro, d. o. o., Ribnica manipulacija izdelkov, kar narekuje štiri robotske celice. Transport izdelkov v prvem in drugem koraku opravljajo namenske palete. V tretjem koraku izdelki potujejo na termično odpornem kovinskem traku širine 1600 mm s hitrostjo 0,4-1,2 m/min. Delovni takt linije je 5 s. Izdelki se pri manipulaciji ne smejo poškodovati. Hitra dobavljivost rezervnih delov je zagotovljena z uporabo standardnih (slika 2). Posamezne rešitve so bile natančno modelirane z orodjem CATIA, CAD-modeli so bili uvoženi v napredno simulacijsko okolje MotoSIM za simulacijo robotskih aplikacij. To orodje izdatno pomaga pri določitvi dosegov, prostorskih omejitev, dostopov, ciklov operacij in njihovi optimizaciji. Linija je razdeljena v štiri robotske celice. Slika 1. Oblike izdelkov elementov pri načrtovanju ključnih komponent avtomatizirane montažne linije. Prav tako sta zahtevani hitra zamenljivost in izmenljivost obrabljenih komponent. Sistem mora delovati tudi pri temperaturi do 55 °C, v zraku so kislinske pare in fin keramični prah. ■ 2 Zasnova celic in linije Pri snovanju robotskega sistema so bile upoštevane podane zahteve in zasnovana je bila proizvodna linija V prvi in drugi celici sodelujeta dva robota (slika 3). Prvi robot z dvojnim stranskim prijemalom prime dva ob-delovanca in ju odvzame iz vstopnega traku, ju obrne in prenese na vstopno postajo rotacijske mize. Ta pelje izdelke skozi proces nanosa katalita. Drugi robot na izstopni točki rotacijske mize odvzame par izdelkov z dvojnim vrhnjim prijemalom in ju prenese na naslednji korak obdelave. V tretji celici prav tako sodelujeta dva robota, ki odvzemata posušene kose Slika 2. Model linije za izdelavo katalizatorjev z robotskimi celicami Slika 3. Robotska strega v prvi in drugi celici iz drugega koraka in jih z vrhnjim enojnim prijemalom zlagata na kovinski trak na vstopu v peč. Optimalen izkoristek peči narekuje čim gostejše zlaganje obdelovancev (slika 4). Na izstopu iz peči je naloga dveh robotov, da odvzameta izdelke s kovinskega traku in jih preneseta na izstopni trak, ki se giblje s hitrostjo 10 m/min. Za določitev položaja izdelkov na traku se uporablja video-nadzorni sistem (slika 5). Roboti so opremljeni s tremi izvedbami prijemal. Konstrukcija vseh upošteva princip modularnosti, možnost hitre montaže, zamenljivost in izmenljivost sestavnih delov. Pravilnost montaže različnih prijemalnih prstov tako zagotavlja mehansko kodiranje montažnih površin, sklop je preprosto razstavljiv, električne povezave so izvedene s konektorji. Za zmanjšanje izdelkov z manjšimi masami, ki zagotavljajo tudi ustre- zne mehanske lastnosti, je bila uporabljena posebna AL-zlitina. Linearni mehanski aktuator prijemala je standardna komponenta, opremljen je s servomotorjem YASKAWA, ki ga robotski krmilnik DX100 upravlja kot zunanjo os. Silo prijemanja je možno nastavljati. Na osnovi analize dosega, potrebne dolžine delovnega cikla in nosilnosti je bil s pomočjo MotoSIM iz širokega nabora robotov YASKAWA izbran robot MH50 za vse celice. Posebna pozornost je bila namenjena analizi obnašanja in zaščiti poveznega paketa robota. Ta je predvsem pri robotih, ki obračajo izdelke, močno obremenjen. ■ 3 Robotski vid V celici štiri je bil za določanje položaja katalizatorjev pred nalaganjem na trak uporabljen računalniški vid. Njegovi nalogi sta ugotovitev polo- Slika 4. Celica 3 z dvema robotoma Slika 5. Celica 4 žaja izdelkov za odvzem s tekočega traku na izstopu iz sušilne peči in nadzor pravilnega odlaganja na izstopni trak. Robotski vid omogoča zajemanje in obdelavo slike, zagotovljena mora biti komunikacija med robotskim krmilnikom in slikovnim sistemom, omogočeno mora biti izvajanje vzporednih opravil na robotskem krmilniku DX100 (parallel job), izključevanje sočasnega dostopa dveh robotov na isto mesto, preverjanje dostopnosti prijemala pred odvzemom - izogibanje naletu (collision avoidance). Za določitev položaja izdelka pri odvzemu je bila izbrana strukturirana osvetlitev, ki ima določene prednosti pred »klasično« sivinsko poslikavo. Pri »klasičnem« pristopu se analizirajo sivinske slike, ki jih pri enakomerni osvetlitvi površine zajame sivinska kamera. Zaradi narave tehnološkega procesa je trak na tem mestu kovinski, barva ali material izdelkov sta zelo podobna traku, zato je kontrast izdel- kov slab, posledično je potrebno algoritme detekcije nastaviti zelo nese-lektivno, prisotna je paralaksa, zaradi katere kamera poleg zgornje ploskve izdelkov na robu traku vidi tudi stene, zato je določen položaj napačen in prihaja do naleta prijemala v izdelek, ustavitve linije in izpada produktivnosti. Tak sistem je potrebno umeriti tudi za vsako višino in barvo izdelkov posebej, kar prinese zamudno nastavljanje, množico nastavitev in kompleksen nadzor ter vzdrževanje aplikacije. Prav tako je težavno zagotoviti povsem enakomerno osvetlitev na celotni odvzemni površini, za kar je potrebna ogromna kabina. Izbrani pristop s strukturirano osvetlitvijo elegantno presega vse naštete omejitve. Uporablja princip 2D-trian-gulacije in ob pomiku traku zajema prostorsko sliko prizora. Z izborom območja višine se preprosto izluščijo informacije, ki so nujne, npr. slika vrhnje ploskve izdelka je super kontrastna in je dobra osnova za določitev vrednosti x, y, z oziroma položaja m fk : r1' W Slika 6. Sivinska slika levo in sivinsko kodirana prostorska slika desno (sivina ustreza višini) in usmerjenosti izdelka. Primerjava slikovnih razmer obeh pristopov za različne izdelke je prikazana na sliki 6. Na osnovi odprtosti robotske platforme YASKAWA je bila lahko izvedena namenska komunikacija med slikovnim sistemom in robotskim krmilnikom DX100. V razvojnem okolju MotoPLUS IDE je bila na robotski strani izdelana aplikacija, ki se izvaja na CPU-robota in skrbi za TCP-ko-munikacijo s slikovnim sistemom. Branje položajev izdelkov se na robotu izvaja paketno v enem opravilu (t. i. job), razporejanje v čakalno vrsto za odvzem je vzporedno opravilo, upravljanje s funkcijo za sinhronizacijo in odvzem s traku (t. i. conveyor) za odvzem konkretnega izdelka je spet vzporedno robotsko opravilo. Nastavljanje detekcije kosov na 3D--sliki poteka z opisom geometrije enega kosa na programskem vmesniku (PP) robota. Tako bistveno poenostavlja postopek, potreben pri »klasičnem pristopu«. Delo robotov pri odvzemu je potrebno uskladiti tako, da ne pride do poskusa sočasnega odvzema istega izdelka. Tak dogodek posebno pri 100-odstotni hitrosti gibanja ni najbolj zaželen. Posebno nadzorno opravilo na enem od krmilnikov usklajuje položaj robotov (t. i. cube), zahtevo po dostopu in dodeljuje dovoljenje ustreznemu manipulatorju. ■ 4 Zaključek Zaradi težkih pogojev delovanja so kritični deli dodatno zaščiteni. Slikovni sistem je tako npr. klimatiziran v posebni zaščitni komori, v krmilnike DX100 pa so vgrajeni dodatni ventilatorji za povečanje hladilnega učinka. Za ključne komponente projekta zagotavlja YASKAWA zalogo in takojšnjo dobavo. Prav tako sta kupcu na voljo 24-urna podpora in odzivnost. Zaradi dobrega sodelovanja pri tem projektu je kupec zaupal podjetju tudi izvedbo naslednjega podobnega projekta. ■ www.forum-irt.si Forum znanja in izkušenj Prizna nje TARAS - predstavitve uspehov in dosežkov industrije ter sodelovanja industrije s ponudniki znanja, storitev in rešitev • okrogla miza z uveljavljenimi strokovnjaki in menedžerji iz gospodarstva ter s predstavniki akademske sfere • strokovna razstava ponudnikov rešitev, storitev in znanja • strokovne in poslovno-tehniške predstavitve razstavljavcev • veliko druženja in mreženja Priznanje za najuspešnejše sodelovanje gospodarstva in znanstvenoraziskovalnega okolja na področju inoviranja, razvoja in tehnologij EUROPEAN TOOLING FORUM Portorož, Slovenia 2013 ISTMA europe 12.6.2013 Jubilejni 5. industrijski forum IRT bo v 2013 prvič tridnevni dogodek, saj bo pod svojim okriljem gostil mednarodni forum orodjarjev 4. forum ISTMA Europe na katerem se pričakuje tudi udeležba najvidnejših političnih predstavnikov z državne in evropske ravni. A Glavni pokrovitelj dogodka: Power and productivity for a better world™ Portorož, 10.-12. junij 2013 Pokrovitelji dogodka: Abohler .METROLOGY. ^YASKAWA Dodatne informacije: Industrijski forum IRT, Motnica 7 A, 1236Tmn tel.: tel.: 015800 8841 faks: 015800 8031 e-pošta: infb@forum-irt.si | www.fbrum-irt.si • Organizator dogodka: PROFIDTP, d. o. o.. Gradišče VI4, 1291 Škofljica • Organizacijski vodja dogodka: Darko Švetak,darko.svetak#fonim-irt.si • Programski vodja dogodka: dr. Tomaž Perme, tomaz.perme@forum-irt.si Evropsko prometno pravo Pravna fakulteta v Zagrebu je leta 2011 izdala knjigo z naslovom Eu-ropsko prometno pravo, ki na 526 straneh izčrpno in pregledno predstavlja celotno zakonodajo Evropske unije ali t. i. acquis communautaire do konca leta 2010. Knjiga je plod raziskovanja v okviru projekta Hrvatsko prometno pravo in izzivi enotnega trga Evropske unije. Z drugimi besedami to pomeni, da so naši južni sosedje pred vstopom v polnopravno članstvo Evropske unije (v nadaljevanju EU) podrobno proučili prometno pravo in politiko EU, v posebnem delu pa predstavili še železniško in cestno pravo EU, pravo prometa po notranjih plovnih vodah in pravo pomorskega ter zračnega prometa EU. Naša pozornost bo namenjena prikazu acquis communautaire na področju zračnega prometa.1 Poglavje o zračnem prometu je prispevala Iva Savic, diplomantka zagrebške Pravne fakultete. Naj na začetku tega prikaza posebej poudarimo, da gre za materijo, ki sodi v tako imenovano obligacijsko prometno pravo. Z njim se študentje Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani načeloma srečujejo v manj poglobljeni obliki.2 Zato naj ta kratka predstavitev pomeni le vabilo za branje strokovne literature, ki širi obzorja bodočih pilotov, diplomantov Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani. Avtorica Saviceva v uvodu k sedmemu poglavju najprej omeni Konvencijo o mednarodnem civilnem letalstvu (v nadaljevanju Čikaška konvencija) in zračne svobode, ki so v knjigi tudi shematično predstavljene z namenom lažjega razumevanja in pomnjenja. Nadaljuje s prikazom mednarodnih in evropskih letalskih organizacij, vladnih in nevladnih, in posebej predstavi Mednarodno organizacijo civilnega letalstva (v nadaljevanju ICAO). Sledi predstavitev evropskega zračnega prava (osnovni namen) od njegovih začetkov do leta 2010. Pri tem upošteva razvoj znotraj institucij EU kot tudi zunaj te organizacije. Vedeti je namreč potrebno, da EU ni članica ICAO in to ne bo postala vse dotlej, dokler ICAO ne spremeni svoje ustave, ki bi omogočila članstvo tudi regionalnim ekonomskim integracijam (op. avtor). Na kratko predstavi Evropsko konferenco civilnega letalstva (ECAC), Evropsko organizacijo za varnost zračne plovbe (EUROCONTROL), Evropsko agencijo za varnost zračne plovbe (EASA) in Skupne zrakoplov-ne oblasti (JAA). Temu sledi prikaz pristopa k skupnemu (letalskemu) trgu, tržno tekmovanje, zunanji odnosi EU na področju zračnega prometa skupaj s sporazumi odprtega neba in horizontalnimi sporazumi o rednem letalskem prometu, evropski zračni prostor (ang. SES) ter odnosi z ZDA. Varnost civilnega letalstva in njegovo varovanje sta še vedno temi, ki ne smeta manjkati v knjigi, kot je ta. Zračni promet je predvsem varno in časovno učinkovito letenje in odgovornost zanj. Zato je na mestu opis Montrealske konvencije o poenotenju nekaterih pravil za mednarodni prevoz po zraku (1999) in njene predhodnice, t. i. Varšavskega sistema. Zrakoplovi morajo biti varni za letenje. Avtorica zato posebej govori o varnosti zrakoplovov tretjih držav, o črnem seznamu letalskih prevoznikov, ki se mu (najbrž upravičeno) upirajo afriške in še nekatere druge države. Prav tako spregovori o onesnaževanju zraka in hrupu letalskih motorjev. Avtorica v nadaljevanju govori tudi o varovanju zračnega prometa, postavljenih standardih, mednarodnem sodelovanju in konceptu en varnostni pregled (angl. one-stop security) ter o sporazumu PNR med EU in ZDA, ki ureja nepriljubljen ukrep o uporabi podatkov, ki se nanašajo na potnike, ki potujejo iz Evrope v ZDA. 1 O knjigi Evropsko prometno pravo je bil v Pravni praksi objavljen krajši prispevek dr. Marka Pavlihe (PP, 21. 2, 2013, str. 39). Dr. Pavliha sicer meni, da gre za »imenitno« knjigo, ki pa ji imenitnost žal zasenči dejstvo, da v navajanju virov ne omenja niti enega slovenskega avtorja (res je, da tudi tuji niso vsi navedeni). Cehovska solidarnost očitno pri mlajših hrvaških avtoricah in avtorjih izgublja svoj prvotni pomen. Težko pa bi rekli, da je temu vzrok le slovenščina. 2 Študijski program pri predmetu Letalsko pravo in predpisi naj bi študentom omogočil, da se seznanijo s pojmom mednarodnega letalskega prava in nanj vezanega nacionalnega prava, prav tako jim omogoča, da spoznajo potrebne vsebine civilnega, kazenskega, upravnega in mednarodnega zasebnega prava. Spoznajo odgovornost letalskega prevoznika, pravice in dolžnosti pilota, ki poveljuje zrakoplovu, različne postopke pri vodenju zrakoplova in sodelovanju s službami zračnega prometa, preiskavami letalskih nesreč in podobno. Prav tako se podrobno seznanijo z mednarodnimi in regionalnimi organizacijami na področju civilnega letalstva. Predstavitev evropskega letalskega prava ne more ostati brez opisa zaščite tistih, ki ga uporabljajo. Govorimo o zavrnjenem vkrcanju, odpovedi leta, zamudi, o prevozu invalidov in oseb z zmanjšano gibljivostjo. Poglavje o zračnem prometu je nekaj, kar bi bodoči piloti morali prebrati in prebirati. Sama od sebe se namreč ponuja ugotovitev, da je zračni prevoz potnikov in blaga (pošte) precej daleč od romantične predstave o postavnih pilotih v modrih uniformah in še lepšem ka-binskem osebju. To je vsakdanji boj za delež na odprtem evropskem in svetovnem letalskem trgu. Napak ne sme biti, sicer se nam zgodita »Dream Liner« in litijeve baterije. Evropsko prometno pravo je delo, ki ga kaže vzeti v roke in skrbno prebrati. Takih del ni veliko, če sploh so. Pohvaliti gre avtorje (v večini ženske) za skrbno načrtovano pripravo Hrvaške za vstop v EU. Skrbnega bralca pa bo zagotovo zmotilo dejstvo, da uporabljena literatura ne omenja slovenskih avtorjev, ki pišejo o temah te knjige. Knjiga ne zajema razvoja tistega dela evropskega zračnega prava, ki se nanaša na CE-ATS (Sporazum o zračnem prometu ter delovanju objektov in naprav, ki jih zagotavlja in upravlja EUROCON-TROL v Srednjeevropskem centru za nadzor storitev v zračnem prostoru), ki je bil podlaga za sodobnejši koncept vodenja zračnega prometa z ustanavljanjem funkcionalnih blokov zračnega prostora Srednje Evrope, ki nosi s seboj ne samo večjo varnost v zračnem prometu, ampak tudi, in zato gre, večjo kom-petitivnost evropskih prevoznikov v primerjavi s tistimi na drugi strani Atlantika. Še posebej je treba poudariti, da je Hrvaška pogodbenica Sporazuma o ustanavljanju funkcionalnega bloka zračnega prostora Srednje Evrope (FAB CE) in torej ve za to! Pogrešamo tudi predstavitev evropskega vesoljskega prava. Mag. Aleksander Čičerov, univ. dipl. prav. Nove knjige [1]AFRISO-Gesamtkatalog 2013/2014 - Na 200 straneh je predstavljen skupen katalog AFRISO s kompletnim programom merilne, regulacijske in nadzorne tehnike za dom, industrijo in varovanje okolja. Izbira iz okoli 25000 izdelkov obsega vse od najnovejšega manometra do stacionarne merilne mize za analizo plinov. Katalog je jasno strukturiran v 17 poglavij. Obsežen indeks olajšuje iskanje. Katalog v obliki knjige je brezplačno na voljo na spletnem naslovu: www.afriso.de/katalog. [2] Ebertshauser, H., Helduser, S.: Fluidtechnik von A bis Z - Že uveljavljeno delo predstavlja več kot tehniški leksikon. Številne risbe in fotografije, diagrami in matematične relacije bogato ilustrirajo več kot 3000 gesel te enciklopedije flu-idne tehnike, z jasnimi in jedrnatimi opredelitvami posameznih pojmov, in dodatnim registrom angleških ustreznikov - Zal.: Vereinigte Fachverlage GmbH, Postfach 100465 Mainz, BRD; e-mail: vertieb@vfmz. de; internet: www.industrie-service. de; ISBN: 978-3-7830-0286-7; obseg: 446 strani, 735 slik; cena: 24,90 EUR. [3] O + P Journal - založba revije Ölhydraulik und Pnevmatik je pričela z izdajanjem nove revije z aktualnimi informacijami s področja fluidne tehnike, hidravlike in pnevmatike. Na voljo bodo najnovejše objave s področja znanosti, razvoja in industrije. Letno bodo na voljo štiri izdaje. Izdaje: O + P, O + P Journal, O + P Report, O + P Konstruktions Jahrbuch in Online-Archive skupaj tvorijo enkratno osnovo za oblikovanje lastnega arhiva fluidne tehnike. Dodatne informacije so na voljo na spletnem naslovu: www.oup-journal.de. [4] Svet MEHATRONIKE - Nova revija za avtomatizacijo, robotiko, strojništvo in informatiko - Zal.: AX elektronika, d. o. o., Pot heroja Tratnika 45, 1000 Ljubljana; tel.: 01 549 14 00, faks: 01 528 56 88; e-po-šta: publisher@svet-me.si, internet: www.svet-me.si IRIooo inovacijerazvojtehnologije NEPOGREŠLJIV VIR INFORMACIJ ZA STROKO VSAKA DVA MESECA NA VEČ KOT 140 STRANEH _____________________________________ - kovinsko-predelovalna industrija proizvodnja in logistika obdelava nekovin - napredne tehnologije Povprašajte za cenik oglaševalskegaprostora! e-pošta: info@irt3000.si Poslovni pogum velja! M ©S 46. Celjski sejem, 11.-17. september 2013 POSLOVNE PRILOŽNOSTI, PRAVI PARTNERJI, NOVE IDEJE IN IZDELKI, PREIZKUSI IN BREZPLAČNA SVETOVANJA, SEJEM ZA POSLE, UGODNE NAKUPE IN ZABAVO... VSE TO IN SE VELIKO VEC JE MOS! Največja poslovno-sejemska prireditev regije. t (1 CEJSH SEJEM Dober glas pritegne nove in nove partnerje - na 46. MOS še več skupinskih predstavitev držav. Bodite uspešni in se pojavite tam, kjer se zadržujejo vaši kupci in poslovni partnerji. Sejem naj ne bo strošek, ampak investicija - Izkušeni podjetniki vedo, da je MOS investicija v nove prodajne in poslovne priložnosti, ki podjetjem razširja področje delovanja. Sklenite dober posel na 46. MOS! ] CE sejem CE sestanek CE sejem CE novice n □ www.ce-sejem.si LABORATORIJ ZA P0G0N5K0-KRMILN0 HIDRAVLIKO Smo laboratorij z dolgoletno tradicijo na področju pogonsko-krmilne hidravlike. Ukvarjamo se z oljno in tudi ekološko prijazno vodno PK hidravliko, pri tem pa uporabljamo sofisticirano in sodobno merilno in programsko opremo. To se odraža v večjem številu uspešno zaključenih projektov in sodelovanju z uspešnimi slovenskimi podjetji. Obrnite se na nas, če potrebujete: -9 razvoj in optimiranje hidravličnih sestavin in naprav izdelavo hidravličnih naprav -• izboljšave in popravilo hidravličnih naprav in strojev -• izdelavo sodobnega krmilja za hidravlične stroje izobraževanje na področju hidravlike -• ekološke hidravlične naprave za pitno vodo izdelavo ali izris hidravličnih shem -• itd. httn://i»u.is.iini-ii.si/itt/ ÛPG&A7(ïRU ZA POCOHSKO-KIHIB ,VC MDHA '/¡./KO Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo Aškerčeva 6 1000 Ljubljana T:01/4771115,01/4771411 E: lpkh@Fs.uni-lj.si http://labTs.uni-lj.si/irt/ 4. M&Q KONFERENCA MEROSLOVJE & KAKOVOST GOLF HOTEL BLED-22, IN 23, MAJ 2013 www.mqkonferenca.si REZERVIRAJTE SVOJ ČAS ZA NAJUSPEŠNEJŠO MEROSLOVNO KONFERENCO M&Q V podjetju LOTRIČ Meroslovje d.o.o. se zavedamo pomembnosti meritev za zdravje ljudi in vseh živih bitij, ter dajemo poudarek skrbi za varstvo narave, ki nam zagotavlja kakovostno življenje. V ta namen 22. in 23. maja 2013 organiziramo 4. M&Q KONFERENCO, ki bo potekala v hotelu Golf na Bledu. Glavna tema je Merjenje v vsakdanjem življenju, ki nas usmerja v razmišljanje o pomembnosti kakovostnih meritev in nam prikazuje praktičen vidik merjenja. Z njim se človek srečuje vse življenje, prav tako mu morajo nameniti veliko pozornosti vsa podjetja, ki hočejo uspešno poslovati. Zato je konferenca namenjena predstavnikom vodstev podjetij in organizacij, vodjem proizvodnje, laboratorijev, sistemov kakovosti, vzdrževanja ter vsem, ki skrbijo za kakovostne storitve na področju avto. LOTRIC d.o.o. Selca 163,4227 Selca Tel:+386 4 517 07 00, fax:+386 4 517 07 07 E-mail: info@lotric.si, www.lotric.si Osrednja tema konference je razdeljena na devet vsebinskih sklopov. V vsakem sklopu se bodo odvijala tri predavanja iz sekcij proizvodnja, laboratorij in avto področja: SKLOPI: 1...........Učinkovita raba energije 2...........Inovativna slovenska podjetja 3...........Kakovost 4...........Senzorika 5...........Okolje 6...........Meritve v športih 7...........Avtomatizacija in optimizacija 8...........Sistemi vodenja, modeli odličnosti 9...........Primeri dobrih praks V okviru konference bo na družabni večerji podeljena nagrada Zlati list, da pa bo konferenca še zanimivejša, smo za vas pripravili okroglo mizo na temo Merjenje v vsakdanjem življenju. Drugi dan bomo v delavnici Prijetno popoldne inovativnosti bolje spoznali drug drugega ter skupaj skozi praktični primer odkrivali pojem inovativnosti. Vabimo vas, da se nam pridružite kot udeleženec, predavatelj, sponzor oziroma razstavljavec. Več informacij o konferenci , sponzorskih paketih in nagradi Zlasti list, vključno z okvirnim programom in prijavo na bližajočo se konferenco, najdete na www.mqkonferenca.si ali pa nam pišite na naslov konferenca@lotric.si. Vabljeni na Bled! Rexroth ©CHUBS' I EANPRODUCTS's BOSCH DPL automation OPL avtomatizacija, d.o.o. Dobrave 2 SI-1236 Trzin, Slovenija Tel. +386 (0) 1 560 22 40 Tel. +386 (0) 1 560 22 41 Mobil. +386 (0) 41 667 999 E-mail: opl.trzin@siol.net www.opl.si a L svet AEHAIRONjlKE III Nova revija za 2013/1 Avtomatizacijo Tobotiko Strojništvo in ■ Informatiko Oglaševalci ABB, d.o.o., Ljubljana ATLAS COPCO, d. o. o., Trzin AX Elektronika, d. o. o., Ljubljana CELJSKI SEJEM, d. d., Celje DAX, d.o.o., Trbovlje DOMEL, d. d., Železniki DVS, Ljubljana FANUC Robotics, Češka FESTO, d. o. o., Trzin HELLA SATURNUS, d. o. o., Ljubljana HYDAC, d. o. o., Maribor ICM, d. o. o., Celje IMI INTERNATIONAL, d. o. o., (P.E.) NORGREN, Lesce INDMEDIA, d. o. o., Beograd, Srbija JAKŠA, d. o. o., Ljubljana LE-TEHNIKA, d. o. o., Kranj PH Industrie-Hydraulik, Germany POCLAIN HYDRAULICS, d. o. o, Žiri LOTRIČ, d. o. o., Selca MAPRO, d. o. o., Žiri MIEL Elektronika, d. o. o., Velenje OLMA, d. d., Ljubljana OPL AVTOMATIZACIJA, d. o. o, Trzin PARKER HANNIFIN (podružnica v N. M.), Novo mesto PPT COMMERCE, d. o. o., Ljubljana PROFIDTP, d. o. o., Škofljica SICK, d. o. o., Ljubljana STROJNISTVO.COM, Ljubljana SUN Hydraulik, Erkelenz, Nemčija TEHNA, d. o. o., Ljubljana TEHNOLOŠKI PARK Ljubljana UL, Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana UL, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana UM, Fakulteta za strojništvo, Maribor VISTA HIDRAVLIKA, d. o. o., Žiri YASKAWA SLOVENIJA, d. o. o., Ribnica 85, 152, 85 109 162 160 163 95 106 85 115, 164 149 96 150 85 148 143 99 133 85, 86 161 85, 125 85 85 85, 162 85 101 157, 159 85 107 111 110 103 93 104, 160 114 85