جابجایی اشیاء بدون تماس در حالت شناور

همانطور که توضیح داده شد اگر ابررساناها تا دمای بحرانی سرد شوند، بر فراز یک آهن ربای دایمی شناور می‌مانند، درست مثل اینکه بر روی یک بالشتک نامریی قرار دارند. اصول کار ابررساناها این گونه است که فاصله بین آن‌ها و آهنرباها همواره پایدار و ثابت می‌ماند. این ویژگی اجازه می‌دهد تا موقیعت دهی و جابجایی اشیای شناور، بدون فناوری‌های کنترلی و همچنین بدون اصطکاک انجام پذیرد. شرکت فستو به عنوان یکی از اولین تامین کنندگان اتوماسیون، به این فناوری توجه خاص و ویژه ای داشته و دارد.

توسعه‌ و فناوری‌های جدید سیستم‌ها:

پتانسیل اولیه این فناوری در سال 2013 توسط شرکت فستو ارایه گردید و در همان سال نیز یک تحیق در رابطه با کاربرد این فناوری در صنعت اتوماسیون توسط فستو انجام شد. سه سوپرا موشن جدید فستو، نقل و انتقال بدون تماس و جابجایی اشیای شناور را نشان می‌دهد. در تمامی جهت‌ها و موقعیت‌ها، حتی در فضاهای کاملا عایق ابررساناها در این دستگاه‌ها، با کمک یک کمپرسور برقی تا دمای ثابت 93 درجه کلوین (^c180-) سرد می‌شوند.

 

1.سوپراهندلینگ(حرکت خطی در سه بعد)

یک اسلاید ابررسانا در طول دو ریل آهن ربایی به صورت پیوسته و یکتواخت شناور است (بدون هیچ گونه تماسی). همچنین این سیستم توانایی چرخش 180° حول محور طولی خود را دارد. این به معنی آن است که اسلایدها می‌توانند به صورت افقی، عمودی و یا وارونه قرار گیرند.

یک ظرف کوچک پلاستیکی دارو نیز بر روی این اسلاید جابجا می گردد. سامانه نگهداری این ظرف به صورت انعطاف پذیر طراحی شده است، یعنی اگر حتا کوچکترین تغییر در زاویه دستگاه رخ دهد، این ظرف همواره به صورت عمودی قرار گرفته و در آن به سمت بالا خواهد بود.

1-1.انتقال با مصرف انرژی بهینه

علاوه بر حرکت ها در فضای سه بعدی، سوپراهندلینگ، نشان می دهد که چگونه می توان یک شی را بدون اصطکاک جابجا نمود. سامانه سرما ساز، برای سه بازوی ابررسانا نیازمند 36وات انرژی می باشد.

انتقال بدون اصطکاک: پایداری افق، عمودی و وارونه

شست وشوی آسان: شست وشوی آسان با استفاده از پوش فولادی

انرژی مصرفی اندک: تنها با 12وات  برای هر سرماساز، جهت سرد کردن ابررساناها

2.سوپراشاتل(جابجایی بدون تماس در اتاق تمیز و یا اتاق وکیوم)

سوپراشاتل نشان می‌دهد که چگونه اشیای شناور را می‌توان درون یک محفظه کاملا عایق حرکت داد. برای این منظور یک گنبد ساخته شده از پلگسی گلاس، آهنرباهای پشتیان را پوشانده و یک فضا بسته در اطراف آن ایجاد نموده است بدون نیاز به دریچه‌های قفل شوند، ریل‌ها و یا سامانه هدایتی.

همچنین شرکت فستو برای نخستین نمایش حرکت اشیای شناور در سه بعد، از سوپراشاتل استفاده کرده است. در این دستگاه، یک ماژول ابررسانا در زیر میز آن تعبیه شده است. یک آهنربا بر روی هر یک از ظروف کوچک قرار گرفته که موجب شناوری این ظروف بر روی میز می شود.

2-1.شناوری پایدار در تمامی جهات:

آهنربا، ماژول ابررسانا را با حفظ فاصله اولیه در تمامی حرکات دنبال می‌کند. اگر ماژول به سمت دیوار پشتی دستگاه حرکت کند توسط عملگر دورانی  آهنربا نیز به آرامی از جهت افقی به جهت عمودی بدون تماس با میز و یا استفاده از بازوهای مکانیکی تغییر زاویه می‌دهد.

حرکت آزادانه: ابررساناهای در هرجهتی در راستای محورها، شناور می مانند

میدان مغناطیسی پایدار: شناوری پایدار، حتی زمانی که میان آهنربا و ابررسانا چیزی قرار می‌گیرد

اتاق تمیز شبیه سازی شده: جابجایی بدون ریل و یا گیره.

3.سوپرا چنجر(انتقال دوران به آهن رباهای شناور):

این اولین باری است که می‌تواند با استفاده از سوپراچنجر حرکت دورانی کنترل شده و بدون تماس را به آهنرباها منتقل نمود(با استفاده از ابررساناها). برای این هدف، سه ایستگاه متفاوت دورانی بر روی میز نصب شده است. یکی از آن ها دستگاه گریز از مرکز (سانتریفیوژ)، دیگری مخلوط کن و در نهایت سومی یک میز دوار می‌باشد.

یک ماژول ابررسانا و یک استپر موتور در زیر میز نصب گردیده است. میز سوپراچنجر یک دوران خودکار 120° دارد، بنابراین همواره یکی از سه ایستگاه بر روی ماژول ابررسانا قرار دارد.

در هر ایستگاه یک صفحه آهن ربایی وجود دارد که دارای فاصله شناوری ثابتی از ماژول ابررسا (در حالت فعال) می‌باشد. به محض این که ایستگاه بر روی ماژول ابررسا قرار گیرد، صفحه آهنربایی به ابررسانا عکس العمل نشان داده و شروع به شناور شدن می‌نماید.

3-1.کنترل ابررسانایی برای تغییر سریع ابزار

استپرموتور و اتصالات مغناطیسی زیر میز اصلی، محل قرار گیری صفحه آهنربایی هر ایستگاه را تنظیم می‌نمایند، البته با توجه به کارکرد آن در هر ایستگاه. نیازی نیست تا محل قرار گیری صفحه در هر ایستگاه، به صورت الکتریکی کنترل شده و یا به صورت دستی تنظیم گردد (این مکان توسط ابررسانا تنظیم می‌گردد)، این امر باعث می‌شود، تعویض ابزار به سادگی و آسانی انجام پذیرد.

جابجایی دورانی بدون تماس: انتقال دوران به سه دستگاه مختلف قرار گرفته در بالای ابررسانا

بدون کنترل: قرار گیری دقیق با استفاده خاصیت ابررسانایی

انعطاف پذیری بالا: تعویض ساده ابزار در بالای ماژول ابررسانا

منبع:www.festo.ir