Napędy do czystych pomieszczeń

Stoły obrotowe SMC z serii MSQ to kompaktowe, pneumatyczne moduły pozycjonujące oparte na mechanizmie zębnik–zębatka, zaprojektowane do płynnego i precyzyjnego wykonywania obrotów. Wersje MSQ 10–200 obejmują rozmiary od bardzo małych po przemysłowe, co pozwala stosować je w robotyce, montażu elektronicznym, liniach pick&place, sortowaniu komponentów oraz systemach inspekcji, zwłaszcza w środowiskach o podwyższonych wymaganiach czystości.

Mechanizm wykorzystuje obrót wałka zębnika napędzanego tłokiem pneumatycznym. Zębnik współpracuje z segmentem zębatkowym, który przekształca ruch liniowy na obrotowy. Pozwala to uzyskać stabilny, powtarzalny ruch obrotowy, a dzięki dużej powierzchni kontaktu minimalizowane są luzy i drgania, co przekłada się na wysoką precyzję pozycjonowania.

Wersja precyzyjna MSQ oferuje:

• mniejszy luz kątowy, nawet <0,1°,
• wyższą powtarzalność pozycjonowania,
• ulepszoną sztywność łożyskowania,
• dokładniejszą regulację końcowego kąta obrotu.

Jest przeznaczona do aplikacji wymagających bardzo wysokiej kontroli ruchu, np. montaż optyczny czy automatyczna inspekcja wizyjna.

Tak. Seria MSQ jest dostępna w wykonaniach do cleanroom, w których stosuje się:

• uszczelnienia o niskim współczynniku ścierania,
• odpylone i smary niskomigracyjne,
• konstrukcję minimalizującą emisję cząstek.

Dzięki temu MSQ nadaje się do klas czystości nawet ISO 4–5 (w zależności od konfiguracji).

Oznaczenia liczbowe (10, 20, 30, … 200) odnoszą się do średnicy talerza oraz zakresu momentu:

• MSQ10 → ok. 0,1–0,2 N·m
• MSQ50 → ok. 2–4 N·m
• MSQ200 → nawet powyżej 20 N·m

Dokładne wartości zależą od ciśnienia roboczego i kąta obrotu. Seria obejmuje pełen zakres od zastosowań mikroprecyzyjnych po obsługę cięższych komponentów.

Standardowe kąty: 90°, 180°, 270°, 360°, ale dostępna jest także regulacja mechaniczna dzięki śrubom regulacyjnym, które umożliwiają precyzyjne ustawienie końcowego położenia w zakresie ±10°. Wykonania specjalne mogą obsługiwać inne kąty na zamówienie.

• wyższa sztywność układu,
• większy moment wyjściowy,
• mniejszy luz kątowy,
• lepsza powtarzalność pozycjonowania,
• możliwość podparcia dużych obciążeń osiowych i promieniowych.

Dlatego mechanizm zębatkowy jest preferowany w aplikacjach wymagających dokładności i stabilności.

• montaż półprzewodników,
• pozycjonowanie w procesach fotolitografii,
• układanie elementów optycznych,
• manipulacja lekkimi i średnimi komponentami,
• systemy wizyjne w aseptycznych liniach pakujących,
• precyzyjna kontrola jakości.

Tak. SMC stosuje wbudowane amortyzatory hydrauliczne lub elastomerowe, które wygładzają ruch i redukują uderzenia końcowe. Amortyzacja może być regulowana zależnie od wielkości modelu i masy przenoszonego elementu.

W cleanroom stosuje się smary niskomigracyjne, o zminimalizowanej emisji cząstek, np. PFPE. Użytkownik nie powinien stosować typowych smarów litowych czy silikonowych, ponieważ mogłyby one skazić środowisko pracy.

Dzięki niskiej bezwładności i wydajnemu układowi pneumatycznemu czasy cyklu wynoszą nawet 0,1–0,3 s dla małych rozmiarów i około 0,5–1,0 s dla większych modeli. Dokładne wartości zależą od obciążenia i ustawionego kąta obrotu.

Standardowo MSQ obsługuje dwa położenia krańcowe. Pozycje pośrednie można realizować poprzez:

• zewnętrzne blokady mechaniczne,
• elektrozawory proporcjonalne,
• układy kontroli ciśnienia,
• integrację z zewnętrznymi serwowspomagaczami pneumatycznymi.

Dla aplikacji wymagających pełnej kontroli położenia lepszym wyborem są elektryczne napędy.

MSQB to seria ultrakompaktowa, zoptymalizowana pod:

• niską masę,
• minimalną emisję cząstek,
• ultra-ciche działanie,
• montaż w małych przestrzeniach.

Jest szczególnie polecana do urządzeń cleanroom, gdzie liczy się każdy milimetr i gram masy, np. w systemach przenoszenia wafli krzemowych. Dla aplikacji wymagających pełnej kontroli położenia lepszym wyborem są elektryczne napędy.

Oznaczają one skalę wielkości oraz zakres momentu obrotowego. Modele od 1 do 4 obsługują bardzo niskie momenty, idealne do precyzyjnych lekkich aplikacji, natomiast 5–7 umożliwiają pracę z większymi obciążeniami, zachowując kompaktowe rozmiary.

Zakres obejmuje od 0,02–0,05 N·m dla najmniejszych modeli do ok. 2 N·m dla największych. Jest to oferta skierowana do aplikacji precyzyjnych i lekkich obciążeń.

Tak, dzięki niskiej masie i wysokiej powtarzalności seria MSQB doskonale integruje się z systemami pick&place, robotami SCARA oraz modułami optycznymi. Jest szczególnie ceniona w automatyce laboratoryjnej i mikroprodukcji.

• czujniki magnetyczne (reed lub hall),
• czujniki indukcyjne (dla modeli z metalową platformą),
• zewnętrzne enkodery kątowe (w aplikacjach wymagających serwonadzoru).

Standardowo stosuje się czujniki rowkowe montowane na prowadnicy cylindra.

Tak. Dzięki zastosowaniu łożysk krzyżowych lub łożysk skośnych w zależności od modelu, stoły MSQ dobrze przenoszą:

• obciążenia osiowe,
• obciążenia promieniowe,
• momenty wywracające.

Czyni je to rozwiązaniem stabilnym w aplikacjach montażowych.

Typowe prędkości wynoszą 50–200°/s, choć mogą się różnić w zależności od obciążenia, modelu i ciśnienia roboczego. W aplikacjach high-speed warto stosować amortyzatory hydrauliczne. Czyni je to rozwiązaniem stabilnym w aplikacjach montażowych.

Uwzględnia się:

• moment wymagany do obrotu,
• masę i geometrię elementu,
• częstotliwość cyklu,
• wymaganą dokładność,
• dostępne ciśnienie,
• przestrzeń montażową.

SMC oferuje narzędzia obliczeniowe do weryfikacji obciążeń dopuszczalnych.

Większość modeli można montować w dowolnej orientacji przestrzennej, jednak przy montażu pionowym należy zweryfikować wpływ grawitacji na łożyskowanie oraz prędkość obrotu.

• korpus: aluminium anodowane,
• przekładnie: stal stopowa hartowana,
• łożyska: stal łożyskowa lub komponenty hybrydowe,
• uszczelnienia: specjalne elastomery low–dust.

Zwykle 0,2–0,7 MPa, jednak optymalny zakres to 0,3–0,6 MPa. Zbyt niskie ciśnienie zmniejsza moment obrotowy, a zbyt wysokie może przyspieszać zużycie uszczelnień.

Tak, zwłaszcza w cleanroom. Zalecane jest:

• filtr 5 µm jako minimum,
• filtr precyzyjny 0,3 µm dla czystych pomieszczeń,
• filtr koalescencyjny przy aplikacjach ultra–czystych.

Tak, ale tylko w wersjach dedykowanych „lubrication-free”. W standardowych rozwiązaniach konieczne jest minimalne smarowanie kompatybilne z cleanroom.

Tak, SMC oferuje wykonania custom, np. ze specjalnymi powłokami, zmodyfikowanymi smarami lub dodatkowymi barierami przepływu powietrza. Wymaga to konsultacji aplikacyjnej.

Typowo:

• MSQ standard → 0,2–0,5°
• MSQ precyzyjne → <0,1°

Tak. Górna płyta stołu posiada zestandaryzowane otwory, a jej konstrukcja umożliwia zamocowanie płyt adaptacyjnych lub wsporników.

• stosować amortyzatory,
• dobrać właściwe ciśnienie,
• unikać przekroczenia dopuszczalnych obciążeń,
• stosować precyzyjną regulację śrub końcowych.

Tak — jest do tego przeznaczona. Modele MSQB osiągają często ponad 60 cykli/min, a niektóre nawet powyżej 100 w warunkach laboratoryjnych.

Wybrane modele mogą być wyposażone w blokadę pneumatyczną, która utrzymuje położenie nawet po zaniku ciśnienia.

Oblicza się go z równania: Moment = siła tłoka × promień zębatki × sprawność przekładni. SMC podaje gotowe wartości w katalogu, uwzględniając straty mechaniczne.

Litery określają wykonania dodatkowe:

• A – amortyzacja,
• R – wersja precyzyjna,
• B – wzmocnione łożyskowanie,
• C – cleanroom.

Tak, ponieważ ma mniejszą masę ruchomą i mniejszą objętość cylindra, co redukuje zużycie powietrza.

Zwykle 0–60°C, ale dla cleanroom preferuje się temperatury 15–35°C dla stabilności smarów.

Tak, pod warunkiem zastosowania odpowiednich uszczelnień i powłok. Standardowe wersje nie są odporne na agresywne gazy.

Tak, jeśli wymagany jest niski moment i wysoka powtarzalność. Dzięki małej masie nie obciąża nadmiernie przegubów robota.

• porty gwintowane,
• porty push-in,
• porty boczne lub czołowe,
• porty z możliwością obrotu fittingów.

W aplikacjach cleanroom i przy prawidłowej filtracji często przekracza 50–100 milionów cykli.

Minimalnej:

• czyszczenie powierzchni,
• kontrola szczelności połączeń,
• sprawdzenie regulacji kąta,
• w niektórych wykonaniach – uzupełnienie smaru.

Każdy standardowy układ pneumatyczny:

• zawory 5/2, 5/3,
• wyspy zaworowe,
• zawory proporcjonalne,
• sterowniki PLC,
• systemy EtherCAT / IO-Link rodziny SMC.

Nie — MSQ wymaga nadciśnienia. Podciśnienie stosuje się jedynie do dodatkowych chwytaków montowanych na płycie obrotowej.

Tak. Często stosuje się moduły XY + MSQ jako kompletny system ustawiania pozycji.

• stosować smary PFPE,
• unikać nadmiernego ciśnienia,
• stosować przewody antystatyczne,
• stosować modele oznaczone jako „dust-controlled”.

Wersje standardowe nie są do tego przeznaczone. Możliwe są wykonania specjalne odporne na alkohol lub IPA, z powłokami antykorozyjnymi.

• płyty montażowe,
• amortyzatory,
• czujniki położenia,
• tuleje redukcyjne,
• przewody zasilające w wersji cleanroom.

Tak, podobnie jak MSQ — poprzez śruby ograniczające i zintegrowany mechanizm krańcowy.

Tak. Posiadają liczne gwinty i otwory bazujące, co umożliwia montaż na:

• płytach roboczych,
• profilach aluminiowych,
• płytach adaptacyjnych robotów.

• zbyt wysokie ciśnienie,
• brak amortyzacji,
• niewłaściwe obciążenie osiowe,
• źle dobrana prędkość przepływu na dławiących zaworach.

Ponieważ łączą:

• wysoką precyzję,
• niską emisję cząstek,
• kompaktowość,
• długą żywotność,
• łatwą integrację,
• szeroki zakres konfiguracji.

To czyni je uniwersalnym wyborem w zaawansowanej automatyce produkcyjnej.