Tijdens de zoektocht naar een efficiëntere PECM-tool wilde een klant hydraulische actuators vervangen. Conventionele hydraulische actuators, hoewel functioneel, legden beperkingen op aan de snelheid van onderdeelproductie die het overkoepelende doel van continue verbetering van het bedrijf belemmerden.
Na grondige technische discussies werd er gekozen voor een single-phase multicoil "ironless" moving magnet actuator met een waterkoel concept. Tijdens de integratie in de machines van de klant en de test op de productielijn, verdubbelde de actuatormodule de productiviteit van de machine. Ons succes bij de overgang van hydraulische naar elektromechanische aandrijving benadrukt de kracht van op maat gemaakte innovaties.
Snellere
beweging
Toekomst
bestendig
Veel
Accuraat
Thermisch
stabiel
Probleemstelling en aanpak
Tijdens de ontwikkeling van hun nieuwe generatie PECM-tools wilde een klant afstappen van conventionele hydraulische actuators vanwege hun beperkingen op het gebied van snelheid van onderdeelproductie. Ze wilden de overstap maken naar een elektromechanische actuator.
PECM is een elektrochemisch bewerkingsproces, dat een snel bewegend platform vereist voor contactloze elektrochemische verwijdering van metaalmateriaal volgens een omgekeerde projectie. De tool moet met hoge nauwkeurigheid en een zeer kleine werkingsopening werken.
Magnetic Innovations werd gevraagd om een geschikte oplossing te ontwikkelen - een elektromechanische actuator die in staat is pulskrachten tot 10 kN te leveren om de gereedschapelektrode te laten oscilleren. Andere specificaties voor de elektromechanische actuator omvatten:
- Hoge nauwkeurigheid
- Minimale werkruimte
- Reproductienauwkeurigheid van 2-5 µm
- Hoge versnellingen van ongeveer 35 m/s^2 met een bewegende massa van 150 kg
De specifieke eisen vereisten een op maat gemaakte motor. Kant-en-klare motoren konden niet het niveau van nauwkeurigheid, pulskrachtprecisie en hoge versnellingen bieden die nodig zijn om over te schakelen van hydraulische naar magnetische aandrijving. Door te kiezen voor maatwerk toonden zij hun toewijding aan het maken van een, applicatie die toekomstbestendig is voor de branche waarin zij actief zijn.
Plan van aanpak
Op basis van de eerste technische discussies werd het vrij snel duidelijk dat een relatief grote bewegende magneten oplossing de meest haalbare aanpak was. Na het bestuderen van verschillende actuator topologieën werd de beslissing genomen om door te gaan met een enkelfasige multi-coil ‘ijzerloze’ moving magnet actuator.
De bewegende magneetactuator heeft het voordeel van minimale parasitaire krachteffecten binnen de elektromechanica. Daarnaast zijn er zeer gunstige parameters voor de dynamiek van de regellus en de integratie van vermogenselektronica.
Het doel was om een actuator te ontwerpen en te bouwen die vanaf het begin optimale prestaties zou leveren, waardoor deze geschikt is voor zowel prestatietests als daaropvolgende serieproductie.
Om de omvang van de elektromechanische magneetactuator te minimaliseren, hebben we besloten om waterkoeling te integreren. Dit type actuator is zeer geschikt voor waterkoeling, aangezien de spoelen zich in het statische deel van de actuator bevinden.
Nadat de ontwerpfase was afgerond, werd speciale gereedschapsapparatuur voor het wikkelen en monteren van magneten ontwikkeld om een eerste prototype te bouwen. Het prototype werd intern gekwalificeerd om alle prestatiegegevens en klantvereisten te valideren.
Oplossing
Na integratie in de machines van de klant en grondige tests op de productielijn heeft de actuator zichzelf bewezen als een succes. Deze transformatie van hydraulische naar elektromechanische actuator, zorgde voor een aanzienlijke kostenverlagingen.
Dankzij de implementatie van de op maat gemaakte actuator werd de productiviteit van de machine verbeterd, waarbij de output effectief werd verdubbeld. Deze verbeterde productiviteit stelde de klant in staat de kosten voor het produceren van bestaande onderdelen te verlagen, waardoor ze economisch rendabeler werden. Bovendien maakte de verbeterde productiviteit de adoptie van het PECM-proces voor de productie van nieuwe onderdelen mogelijk, waardoor het scala aan componenten dat efficiënt kon worden vervaardigd met deze geavanceerde methode werd uitgebreid.
Tegenwoordig is de actuatormodule nu een standaardonderdeel van een succesvol PECM-productiegereedschap. Uiteindelijk werd het doel van de overgang van hydraulische naar elektromechanische aandrijving gerealiseerd, waarbij de kracht van op maat gemaakte innovatie in technische vooruitgang werd benadrukt
Parameters
- Snellere bewegingen mogelijk ten opzichte van hydraulica.
- Nauwkeuriger door gebruik van een regellus met hoge bandbreedte.
- Thermisch stabiel actuatorprincipe met het gebruik van waterkoeling.
- Toekomstbestendig, verdere verbeteringen mogelijk.
- Lage bijdrage aan elektromagnetische storingen.
Neem contact op met ons team
Als u een offerte wilt aanvragen, een vraag heeft over onze producten, of wilt weten wat wij speciaal voor u kunnen doen, neem dan contact met ons op. Wij zullen binnen 24 uur reageren op al uw vragen.
