Когато трябва да се измерват най-малките акустични сигнали, има едно нещо, което в никакъв случай не бива да се случи: самата измервателна техника да се превърне в фактор, причиняващ смущения. Именно пред това предизвикателство застана MRK Systeme GmbH. Като цялостен системен интегратор компанията разработва решения за автоматизация с коботи и индустриални роботи за най-разнообразни отрасли и високоспециализирани приложения.
За един амбициозен клиентски проект при производителя на полупроводници Infineon MRK обедини своите компетенции с тези на специалиста по задвижваща техника HIWIN. Заедно те създадоха решение, което превръща първоначално ръчно извършвано лабораторно приложение в високоавтоматизирана, близка до индустриалните условия изпитвателна клетка – с максимална Прецизност, висока Динамика и почти перфектна плавност на работа. Целта беше акустичното измерване на най-малките компоненти, като например микрофони за потребителска електроника, например слушалки от типа „in-ear“, при абсолютно безшумни условия, без външни шумове или вибрации.

Решаващият импулс за настоящото сътрудничество дойде в началото на 2025 г. – но първите контакти между MRK и HIWIN датират още от преди две до три години. Още тогава HIWIN се представи като надежден партньор в областта на задвижващата техника и успя да убеди особено с компетентността си при проектирането на задвижвания. „Знаем много добре, че нашата сила е в системната интеграция. При проектирането на задвижвания с удоволствие разчитаме на опитни партньори. И точно в това отношение HIWIN ни убеди още от самото начало“, така описва сътрудничеството Михаел Море, управител на MRK Systeme GmbH.
С представянето на серията от електрически цилиндри най-накрая се появи възможност тази експертиза да бъде приложена отново в подходящ проект. От комбинацията – доказано сътрудничество и ново технологично решение – бързо се разви ново партньорско сътрудничество, което се отличаваше с практическа ориентация, бързина и високо техническо разбиране. „Ние сме отворени към всякакви технологии – в крайна сметка за нас винаги има значение това, което наистина работи в проекта. И тук HIWIN просто отново ни убеди“, казва Море.
Изискванията към новото решение бяха всичко друго, но не и лесни: високодинамичното движение трябваше да се съчетае с максимална точност на позициониране, като същевременно се осигурява абсолютно плавно движение без вибрации. Към това се добавиха интеграцията в среда за управление на базата на Siemens чрез Profinet, надеждна непрекъсната работа с няколко хиляди цикъла седмично, както и предизвикателството да се експлоатират няколко инсталации паралелно и в непосредствена близост една до друга, без да възникват взаимни акустични смущения.

Защо електрическите цилиндри на HIWIN се оказаха убедителни
Още в концептуалната фаза бяха интензивно тествани различни принципи на задвижване. В крайна сметка решението на HIWIN се наложи. Решаващо значение имаше по-специално съчетанието от механична прецизност, цялостна системна архитектура и лесна интеграция.

В центъра на инсталацията са разположени два синхронизирани електрически цилиндъра на HIWIN, които отварят и затварят шумоизолираната измервателна камера. По този начин те поемат централна роля в целия процес – тъй като всяко движение трябва да се извършва високодинамично, прецизно и в същото време абсолютно без смущения.
От технологична гледна точка електроцилиндрите се базират на специално разработена въртящ се винтов механизъм с висока товароносимост. Той осигурява особено равномерно предаване на силата без ефекти на „заклещване-плъзгане“ и позволява висока повторяемост дори при продължителна експлоатация. Същевременно конструкцията намалява до минимум собствените вибрации и механичните колебания. Резултатът е изключително плавна работа – решаващ фактор за акустично чувствителни приложения, при които дори най-малките вибрации или остатъчни колебания биха могли да изкривят резултатите от измерванията.
Към това се прибавят високата механична твърдост и способността да се придвижват надеждно и контролирано дори големи движещи се маси. Защото приложението в никакъв случай не включва леки компоненти: движещите се компоненти на шумоизолираната измервателна камера са с масивно изпълнение и всеки от тях тежи значително над 100 килограма. Съответно високите сили трябва да бъдат надеждно поети и прецизно преместени от използваните актуатори. Още по-впечатляващо е, че електрическите цилиндри постигат тази производителност в компактна конструкция. Разнообразните възможности за закрепване с винтове и центриране улесняват освен това интегрирането в цялостната система и осигуряват висока гъвкавост при разположението на машината. „Плавността на хода беше един от основните критерии – не само по време на движение, но и в състояние на покой. Именно тук електроцилиндрите на HIWIN ни убедиха“, разказва Томас Рьодиг, ръководител на проекта в MRK.

Друго решаващо предимство беше цялостният системен подход на HIWIN. Вместо да се налага комбинирането на отделни компоненти от различни производители, беше използван напълно съгласуван задвижващ пакет, състоящ се от електрически цилиндри, серво мотори от серията EM1, както и усилватели на задвижването ED1.
Този системен подход предлага решаващи предимства: компонентите са оптимално съгласувани помежду си, което води до особено стабилно и възпроизводимо поведение при регулиране – дори в синхронизирана осна система. Същевременно се елиминира голяма част от обичайните усилия за интегриране и настройка. Интегрирането чрез Profinet в съществуващия контролер на Siemens се осъществи безпроблемно и без допълнителни проблеми с интерфейсите.
Резултатът е изключително стабилна задвижваща система с кратки срокове за пускане в експлоатация и максимална сигурност на процеса. „Именно комбинацията от механика, двигател и управление на задвижването от един доставчик ни спести много време – и преди всичко ни даде сигурност“, подчертава Рьодиг.

Перфектно взаимодействие по време на работа
По време на работа производителността на инсталацията се проявява в детайлите: два електрически цилиндъра отварят синхронно шумоизолираната измервателна камера, след което колаборативен робот поема поставянето на компонентите. Подпомаган от високоразвита 3D-оптична система, той разпознава точното положение на миниатюрните тестови образци, компенсира отклоненията в реално време и позиционира компонентите прецизно в измервателната камера. След това електрическите цилиндри затварят отново корпуса толкова тихо, че дори и най-чувствителните акустични измервания остават незасегнати. Целият процес протича напълно автоматично, стабилно и възпроизводимо. Дори при няколко паралелно работещи инсталации не се наблюдава взаимно акустично влияние, което подчертава мащабируемостта на решението.

Партньорството като фактор за успех
Ключов фактор за успеха на проекта беше тясното и партньорско сътрудничество между MRK, HIWIN и Infineon. Още в ранния етап на проекта беше проведен съвместен тест за изпълнимост директно при крайния клиент – с реален хардуер и при реални условия на експлоатация.
„Тестът на място беше решаващ. Благодарение на него успяхме да разпознаем потенциалните предизвикателства на ранен етап и да ги решим незабавно“, разказва Михаел Бахшнайдер, отговорник от външния екип на HIWIN за проекта.
Освен това MRK получи посещение от HIWIN Academy Truck още в ранна фаза на проекта. В този контекст Infineon като краен клиент също имаше възможност да си състави представа на място за технологията и решенията на HIWIN. Пряката комуникация, както и демонстрацията на живо на задвижващата техника, допринесоха значително за изграждането на доверие и за по-нататъшното укрепване на решението за съвместното решение.
Дори по време на фазата на реализация обменът остана интензивен и ориентиран към намиране на решения. Съвместното проектиране на задвижващите системи, бързите реакции при технически въпроси и пряката връзка между екипите осигуриха висока степен на доверие и ефективност. „Просто имахме добро предчувствие – HIWIN беше бърза, гъвкава и ориентирана към намирането на решения. Точно това е необходимо в такива проекти“, така Михаел Море описва сътрудничеството.

Днес успехът се проявява в решение, което убеждава както от технологична, така и от икономическа гледна точка. Ръчните процеси в лабораторията бяха значително намалени, докато в същото време възпроизводимостта на резултатите от измерванията и производителността бяха значително повишени.
Инсталацията не само отговаря на високите изисквания за качество на Infineon, но и предлага висока гъвкавост за бъдещи адаптации и разширения.

Партньорството между MRK Systeme GmbH и HIWIN GmbH отдавна е надхвърлило рамките на един отделен проект. То е пример за съвременна Автоматизация: съчетание на специализирани компетенции, общо разбиране за сложни приложения и способност за разработване на иновативни решения в дух на партньорство.
„Сътрудничеството беше отлично – и тук виждаме съвсем ясно потенциал за много други проекти“, казва Михаел Море, поглеждайки към бъдещето.

Когато прецизността, системната компетентност и партньорското сътрудничество се съчетаят, се създава нещо повече от просто функциониращо решение за автоматизация – създава се устойчива иновативна сила.

Гледайте сега видеото за приложението!