CytroBox – inteligentní hydraulický systém
Propojení strojů a systémů s IT otevírá obrovský potenciál pro hospodárnější, rychlejší a intuitivnější techniku tváření. Jak to funguje, ukazuje řešení firmy Bosch Rexroth.
S inteligentním agregátem CytroBox kombinuje Rexroth výhody hydrauliky s nízkou spotřebou energie a softwarovými funkcemi. Optimalizované hydraulické a elektrické komponenty výrazně snižují prostorové nároky. Uzavřená sestava snižuje emise hluku a spotřebuje až o 80 % méně energie než konvenční agregát.
Budoucnost hydrauliky
S decentralizovanou inteligencí autonomně monitoruje CytroBox své provozní podmínky a integruje fluidní techniku do Průmyslu 4.0 a konektivity budoucnosti. Zejména u lisů zůstává hydraulika i nadále velmi důležitá, protože nabízí nejvyšší hustotu výkonu a perfektní odolnost proti nárazům a vibracím.
Na druhé straně výrobci strojů také vidí domnělé problémy: Klasická hydraulika je příliš energeticky náročná, hlučná, není inteligentní, potřebuje spoustu místa, nebo prostě nejsou ve firmě k dispozici experti, kteří se intenzivně zabývají fluidní technikou. Společnost Bosch Rexroth si je jistá, že její CytroBox by měl být schopen všechny tyto protiargumenty vyvrátit.
CytroBox je modulární hydraulický agregát pro střední výkony od 7,5 do 30 kW. Skládá se z optimalizovaných komponentů, z nichž každý je sám o sobě kompaktní. V porovnání s dosavadními agregáty je dosahováno značných prostorových úspor. Hlavním zdrojem energie je kombinace motor-čerpadlo. Nový agregát využívá výkonné vodou chlazené synchronní motory. Jsou až o 80 % menší než srovnatelné asynchronní motory.
Připraveni na budoucí výzvy
Automatizační řešení jsou připravena na budoucnost pouze v případě, že bude možné je integrovat do zasíťovaného prostředí. Stroje a jejich moduly si pak budou bezdrátově vyměňovat informace a instrukce prostřednictvím otevřených rozhraní a takto samy sebe monitorovat. To je přesně to, co již dnes CytroBox nabízí, uvádí Bosch Rexroth.
Agregát je vybaven senzory, které informují provozovatele zařízení o aktuálním stavu filtru, oleje i pohonu. Shromážděná data jsou pak zpracována řídicím systémem pohonu a mohou být dále snadno zpracována pomocí technologie rozhraní Open Core Interface firmy Rexroth a integrována do moderních konceptů strojů. Kromě toho nabízí CytroBox provozovatelům volbu Connectivity, která umožní využití technologií IoT snadno a bez rizika jako placenou službu za použití (Pay-per-Use). Veškeré informace o CytroBoxu – od jednotlivých komponentů a provozních stavů, nadcházející údržby až po prediktivní analýzy údržby pomocí systému Rexroth Online Diagnostics Network (ODIN) – jsou vždy na dosah ruky.
Vysoká úspora energie
Při přerušení cyklu, kdy se akční člen zastaví, nebo když se nástroj zvedne při částečném zatížení, inteligentní řídicí jednotka motoru sníží otáčky podle potřeby. V závislosti na charakteristice cyklu klesá spotřeba energie až o 80 % ve srovnání s pohony, které jsou poháněny elektromotorem s konstantními otáčkami.
Rexroth již na bázi dlouholetých zkušeností v softwaru vytvořil odpovídající regulační algoritmy. Synchronní motory pohánějí axiální pístová čerpadla. Jsou extrémně robustní a osvědčují se ve stovkách tisíc aplikací všeho druhu. Třetí základní komponent – hydraulický blok, má zvláštní historii vzniku. Vývojáři začali kompletně od nuly a optimalizovali geometrie kanálů kombinací simulací FEM a CFD. Z optimalizovaného modelu Rexroth vytvořili tvar pomocí 3D tisku. Použitím aditivního procesu lze velmi rychle vyrobit tvary s extrémně složitými geometriemi. Ve výrobě klasickými metodami by tyto tvary byly možné pouze vytvořením sestavy s více součástmi s odpovídajícím těsněním v dělicí rovině. Naproti tomu nový hydraulický blok sestává pouze z jednoho odlitku, který je až o 40 % kompaktnější než předchozí provedení. Optimalizace proudění zlepšuje průtok oleje a snižuje tlakové ztráty. To dále zlepšuje energetickou účinnost a šetří pracovní médium. Litý blok zároveň vyžaduje méně zaslepovacích zátek a odpovídajícím způsobem méně těsnění.
Vylepšená nádrž ušetří až 75 % oleje
Synchronní motor, regulátor pohonu, axiální pístové čerpadlo a hydraulický blok jsou vzájemně optimálně sladěny a každý zabírá méně místa. Kromě toho se používá odplyňovací a průtokově optimalizovaná nádrž. Na základě rozsáhlých simulací CFD vývojáři vylepšili geometrii nádrže tak dobře, že nový agregát vyžaduje pouze čtvrtinu objemu oleje ve srovnání s klasickým provedením. Namísto 600 litrů nyní stačí 150 litrů při minimálně stejné životnosti. Díky novému konceptu chlazení vodou byly eliminovány běžné chladicí trubky. Celé odpadní teplo agregátu může být používáno pro jiné účely, jako jsou sorpční chladicí stroje nebo klimatizace hal, a tím i dále snižovat stopu CO2. Všechny komponenty jsou umístěny v kompaktní skříni, která vyžaduje podstatně méně místa.
Méně hluku, větší flexibilita
Významní koncoví uživatelé, jako je automobilový průmysl a jejich dodavatelé, mají často interní emisní limity hluku, které jsou výrazně pod zákonnými požadavky. V tomto odvětví byla stanovena maximální přípustná mezní hodnota pro průměrné emise hluku 75 dB (A). To pro nový agregát není žádný problém: I při maximálních otáčkách CytroBox tuto hodnotu splňuje. Bez dalších sekundárních opatření na snížení hluku tak jednoznačně splňuje zákonné a také oborově specifické limity. Toho nový agregát dosahuje díky skříni s vestavěnými zvukově izolačními rohožemi. Takže směrem ven proniká pouze velmi malé množství hluku přenášeného vzduchem. Na druhé straně se vývojáři detailně zabývali složitější otázkou hluku šířícího se hmotou. Nepřipojili sestavu motoru a čerpadla k tlumicím ložiskům jako obvykle, ale pevně ji spojili s polymerovým betonovým základem. Výsledkem je zvýšení setrvačné hmotnosti a hlukové vibrace šířící se hmotou jsou účinně absorbovány.
Nově navržená hydraulika je energeticky účinná, tichá, prostorově úsporná a inteligentní. CytroBox tak díky škálovaným sériovým komponentům pokrývá všechny profily požadavků. Jako kompletní jednotka připravená k montáži nevyžaduje agregát při montáži, uvádění do provozu a provozu žádné hlubší znalosti hydrauliky.
145
