Ce magneți se utilizează cel mai des în automatizare

În practică întâlnim mai multe grupuri de soluții. Fiecare are avantaje diferite și limite diferite. Ceea ce funcționează într-un dispozitiv pentru fixarea piesei nu trebuie să fie potrivit pentru un sistem pick-and-place cu ciclu rapid sau pentru separarea particulelor metalice într-o exploatare tehnologică.

Cel mai des este vorba despre magneți permanenți, electromagneți și sisteme magnetice gata realizate. Magneții permanenți se utilizează acolo unde efectul trebuie să fie permanent și fără alimentare. Electromagneții sunt potriviți acolo unde efectul magnetic trebuie pornit și oprit. Sistemele magnetice combină apoi magnetul propriu-zis cu un circuit de oțel, carcasă sau elemente funcționale, astfel încât rezultatul să fie stabil și sigur în aplicația concretă.

Magneți permanenți pentru o funcție stabilă și pasivă

Magneții permanenți sunt o alegere frecventă în dispozitive automatizate, opritoare, puncte de poziționare sau mecanisme simple de retenție. Avantajul este consumul zero de energie, integrarea simplă și fiabilitatea ridicată. Dezavantajul este că efectul lor nu poate fi oprit, astfel încât la manipularea pieselor feromagnetice poate fi necesar să se rezolve desprinderea, ecranarea sau ghidarea precisă a piesei.

Cei mai puternici sunt de obicei magneții din neodim. Oferă energie magnetică ridicată la dimensiuni mici, ceea ce este avantajos acolo unde este puțin spațiu. Trebuie însă luată în calcul sensibilitatea la temperaturi mai ridicate și faptul că, la un tratament de suprafață nepotrivit sau într-un mediu agresiv, coroziunea poate fi o problemă.

Magneții din ferită sunt potriviți din punct de vedere mecanic și economic acolo unde nu este necesară o forță extremă, iar exploatarea are loc la temperaturi obișnuite sau ridicate. În automatizare se utilizează mai degrabă în funcții auxiliare, separare mai simplă sau în aplicații mai puțin critice din punct de vedere al spațiului.

Magneții SmCo au avantajul unei rezistențe mai ridicate la temperatură și al unei bune stabilități a parametrilor. Sunt potriviți pentru medii mai solicitante, unde neodimul ar lucra deja la limită. Utilizarea lor este justificată tehnic în echipamente precise, tehnică de măsurare sau în producție cu cerințe termice mai ridicate.

Electromagneți acolo unde este nevoie de control

Dacă sistemul trebuie să țină piesa doar într-un moment concret, electromagnetul este alegerea naturală. În automatizare se utilizează la sortare, deplasare, blocare, indexare și manipulare. Principalul avantaj este posibilitatea de control prin PLC sau altă logică superioară. Procesul este astfel repetabil și mai ușor de sincronizat cu celelalte elemente ale liniei.

Electromagnetul aduce însă și alte întrebări tehnice. Trebuie rezolvate alimentarea, încălzirea bobinei, ciclul de lucru, magnetismul rezidual și comportamentul în caz de pană de energie. În unele aplicații, tocmai reacția la pierderea alimentării este esențială. În unele cazuri, piesa trebuie să cadă imediat, în altele trebuie să rămână ținută în siguranță.

Sisteme și ansambluri magnetice

Magnetul singur nu este adesea suficient. În practica industrială se utilizează mai frecvent carcase magnetice, cilindri magnetici, bare magnetice, sisteme de fixare, separatoare sau ansambluri constructive speciale. Circuitul de oțel direcționează fluxul magnetic și crește eficiența în direcția dorită. Acest lucru este important mai ales acolo unde trebuie să concentrați forța pe o suprafață mică sau să limitați acțiunea asupra mediului din jur.

În automatizare, fixarea simplă, posibilitatea de service și rezistența la vibrații sunt adesea decisive. De aceea, un sistem magnetic gata realizat oferă adesea un rezultat mai bun decât montarea improvizată a magnetului propriu-zis într-un suport.

Cum se alege magnetul în funcție de aplicație

La întrebarea ce magneți să alegeți pentru automatizare nu se poate răspunde fără contextul utilizării. Abordarea este diferită la prinderea tablei, diferită la detectarea poziției și diferită la separarea particulelor metalice din fluxul de material.

Fixarea și prinderea pieselor

La fixare este esențial dacă magnetul ține piesa în repaus sau rezistă la forțe laterale, vibrații și impact repetat. Forța de susținere din catalog se măsoară de regulă în condiții ideale - pe oțel gros, plan, curat și la desprindere axială. În producția reală, contactul este de obicei mai slab, piesa poate fi vopsită, uleioasă sau cu pereți subțiri. De aceea, forța reală de ținere este de obicei mai mică.

Dacă se fixează o tablă subțire, circuitul magnetic nu se închide la fel de bine ca la o piesă masivă. La materialele inoxidabile este, la rândul său, necesar să se distingă dacă este vorba despre un tip feromagnetic sau nemagnetic. La fixarea dispozitivelor și opritoarelor este potrivit să se țină cont și de demontare. Un magnet prea puternic poate complica operarea și service-ul.

Manipulare și prindere

La prinderea robotică contează ritmul ciclului, orientarea piesei și siguranța cerută la depunere. Magnetul permanent este simplu, dar nu trebuie să fie potrivit acolo unde piesele trebuie eliberate fără smulgere mecanică. Electromagnetul sau soluția electropermanentă este adesea mai bună acolo unde există cerința de control precis al prinderii.

Importantă este și forma suprafeței de contact. Un magnet plat nu trebuie să funcționeze bine pe piese perforate, curbate sau prelucrate grosier. Într-un astfel de caz ajută modificarea extensiilor polare sau proiectarea întregului modul de prindere.

Detectare și poziționare

În automatizare, magneții se utilizează și pentru detectarea fără contact a poziției, puncte finale sau controlul prezenței. Aici, de obicei, nu este vorba despre forța maximă, ci despre un câmp magnetic stabil la distanța corectă. Un magnet prea puternic poate perturba elementele vecine sau poate provoca o reacție imprecisă a senzorului.

La detectare este important ca câmpul magnetic să nu se modifice sub influența temperaturii, șocurilor sau montajului incorect. Contează și polaritatea și orientarea magnetului față de senzor. Tocmai în această zonă se subestimează adesea toleranța de poziție, iar rezultatul sunt erori aleatorii în exploatarea rapidă.

Separarea metalelor în proces

Dacă automatizarea include transportoare, concasare, dozare sau reciclare, separatoarele magnetice protejează tehnologia și cresc curățenia procesului. Aici se rezolvă în principal tipul metalului captat, dimensiunea particulelor, înălțimea stratului de material și viteza fluxului. Un magnet puternic fără amplasare corectă nu trebuie să capteze ceea ce aveți nevoie.

În separare, un sistem magnetic bine proiectat este adesea mai eficient decât doar o inducție magnetică mai mare. Decisive sunt geometria, distanța față de flux și posibilitatea de curățare. În exploatarea continuă, accesul pentru service este la fel de important ca performanța propriu-zisă.

Materialul magnetului nu este un detaliu

Alegerea între neodim, ferită, SmCo sau AlNiCo nu este o întrebare academică. Este o decizie operațională. Neodimul este potrivit acolo unde aveți nevoie de forță mare într-un spațiu mic. Ferita este stabilă și potrivită pentru aplicații mai puțin solicitante sau temperaturi mai ridicate la dimensiuni mai mari. SmCo este potrivit pentru medii solicitante termic. AlNiCo își are locul mai ales în aplicații tehnice și de măsurare specifice, unde se lucrează cu proprietățile sale magnetice caracteristice.

Materialul trebuie evaluat împreună cu tratamentul de suprafață, solicitarea mecanică și mediul. Un magnet fragil într-un loc cu impacturi sau într-un ansamblu de oțel fără opritoare poate ceda mecanic chiar și atunci când, din punctul de vedere al forței magnetice, pare ales corect.

Cele mai frecvente greșeli la proiectare

În automatizare se repetă mai multe greșeli. Prima este alegerea după forța din tabel, fără verificarea condițiilor reale. A doua este subestimarea întrefierului, a denivelării suprafeței și a tipului de contrapieșă. A treia este ignorarea temperaturii și a ciclului de lucru, mai ales la electromagneți.

O problemă frecventă este și faptul că magnetul este tratat abia la finalul proiectului ca o componentă mică. În realitate, influențează construcția, siguranța și mentenanța. Dacă este inclus în proiectare mai devreme, se pot rezolva mai bine montajul, ecranarea câmpului, accesul la service și fiabilitatea pe termen lung.

Când este suficient standardul și când este nevoie de o soluție tehnică

Pentru fixări simple, detectare sau funcții de retenție de bază, este adesea suficient un magnet standard sau un sistem magnetic obișnuit. Dacă însă este vorba despre un ritm ridicat de producție, manipulare sensibilă din punct de vedere al siguranței, o piesă nestandard sau un mediu solicitant, merită ca soluția să fie proiectată exact pentru aplicația dată.

Aici este importantă experiența cu materialele magnetice și cu comportamentul lor în practică. SELOS Magnety se bazează în această zonă pe know-how tehnic de mulți ani, disponibilitatea pe stoc a soluțiilor standard și capacitatea de a consulta implementări industriale concrete. Pentru client, acest lucru înseamnă mai puține încercări și erori și o siguranță mai mare că magnetul nu va fi punctul slab al liniei.

Dacă magnetul trebuie să lucreze fiabil în automatizare, nu începeți cu întrebarea care este cel mai puternic. Începeți cu întrebarea ce anume trebuie să facă sistemul în exploatarea reală. Tocmai de aici derivă alegerea corectă a materialului, construcției și întregului ansamblu magnetic.