Održavanje procesa montaže jednostavnim je uvijek pametan način za izradu bilo kojeg proizvoda. Jedan od najlakših načina za postizanje linearnog ili rotacijskog kretanja tokom montaže je korištenje pneumatskih aktuatora.
Carey Webster, menadžer za inženjerska rješenja kompanije PHD Inc., istakao je: „U poređenju s električnim i hidrauličnim aktuatorima, jednostavna instalacija i niža cijena su dvije glavne prednosti pneumatskih aktuatora.“Linije povezane s priborom.”
PHD prodaje pneumatske aktuatore već 62 godine, a najveća baza kupaca su proizvođači automobila. Ostali kupci dolaze iz industrije bijele tehnike, medicine, poluvodiča, ambalaže i industrije hrane i pića.
Prema Websteru, otprilike 25% pneumatskih aktuatora koje proizvodi PHD je napravljeno po narudžbi. Prije četiri godine, kompanija je napravila prilagođeni aktuator koji se može koristiti kao pneumatska glava za podizanje fiksnog nagiba za proizvođače medicinskih mašina za sklapanje.
„Funkcija ove glave je da brzo i precizno odabere i postavi više delova, a zatim ih stavi u kontejner za transport,“ objasnio je Webster.“ Glava za prikupljanje je montirana na osnovu mašine za izradu delova.Može promijeniti razmak dijelova od 10 mm do 30 mm, ovisno o veličini dijela.”
Pomicanje predmeta od tačke do tačke uz snažnu silu je jedna od specijalnosti pneumatskih aktuatora, zbog čega su i dalje prvi izbor za kretanje mašina na montažnim trakama skoro jedan vek nakon njihovog pojavljivanja. Pneumatski aktuatori su takođe poznati po svojoj izdržljivosti, ceni -efikasnost i tolerancija preopterećenja. Sada, najnovija tehnologija senzora omogućava inženjerima da optimizuju performanse aktuatora i integrišu ga u bilo koju platformu industrijskog interneta stvari (IIoT).
U prvoj polovini 20. veka, pneumatski aktuatori koji su se koristili u proizvodnji bili su zasnovani na cilindrima jednosmernog dejstva koji su stvarali linearnu silu. Kako pritisak na jednoj strani raste, cilindar se kreće duž ose klipa, stvarajući linearnu silu. elastičnost je obezbeđena na drugoj strani klipa, klip se vraća u prvobitni položaj.
Kurt Stoll, suosnivač Festo AG & Co., razvio je prvu seriju cilindara u Evropi, jednosmjernog tipa AH, u saradnji sa zaposlenim inženjerima 1955. Prema riječima menadžera proizvoda Michaela Guelkera, ovi cilindri su uvedeni u tržište sljedeće godine. Pneumatski aktuatori iz Festo Corp. i Fabco-Air.
Ubrzo nakon toga, lansirani su nepopravljivi cilindri malog prečnika i pneumatski aktuatori za palačinke, kao i oni koji stvaraju rotirajuću silu. Prije nego što je osnovao Bimba Manufacturing 1957. godine, Charlie Bimba je napravio prvi nepopravljivi cilindar u svojoj garaži u Moniju, u državi Illinonderis. nazvan Original Line nepopravljivi cilindar, postao je i ostao vodeći proizvod Bimba.
“U to vrijeme, jedini pneumatski aktuator na tržištu bio je malo glomazan i relativno skup,” rekla je Sarah Manuel, Bimba-in menadžer proizvoda za pneumatske aktuatore.” Nepopravljivo ima univerzalno okruglo tijelo, koje je jeftinije, ima isti vijek trajanja i ne zahtijevaju održavanje.U početku je vijek trajanja ovih aktuatora bio 1400 milja.Kada smo ih modificirali 2012. godine, njihov vijek trajanja se više nego udvostručio na 3000 milja.”
PHD je predstavio cilindrični aktuator sa malim prečnikom Tom Thumb 1957. Danas, kao iu to vrijeme, aktuator koristi standardne cilindre NFPA, koji su dostupni i zamjenjivi od više dobavljača opreme. Također sadrži strukturu spone koja omogućava savijanje. PHD-ova struja Proizvodi cilindara malog prečnika imaju visoke performanse u većini aplikacija i mogu biti opremljeni dvostrukim šipkama, visokotemperaturnim brtvama i senzorima na kraju hoda.
Pancake aktuator je dizajnirao Alfred W. Schmidt (osnivač Fabco-Air) kasnih 1950-ih kako bi zadovoljio potražnju za kratkim, tankim i kompaktnim cilindrima pogodnim za uske prostore. Ovi cilindri imaju strukturu klipnjače koja radi u jednostrukog ili dvostrukog djelovanja.
Potonji koristi komprimirani zrak za pogon produžetka i uvlačenja za pomicanje šipke naprijed-nazad. Ovaj raspored čini cilindar s dvostrukim djelovanjem vrlo pogodnim za opterećenja guranjem i povlačenjem. Uobičajene primjene uključuju montažu, savijanje, stezanje, punjenje, oblikovanje , podizanje, pozicioniranje, presovanje, obrada, štancanje, protresanje i sortiranje.
Emersonov okrugli aktuator M serije ima klipnjaču od nehrđajućeg čelika, a navoji za kotrljanje na oba kraja klipnjače osiguravaju da je spoj klipnjače izdržljiv. jedinjenja na bazi ulja za prethodno podmazivanje za postizanje širokog spektra performansi bez održavanja.
Veličina pora se kreće od 0,3125 inča do 3 inča. Maksimalni nazivni tlak zraka aktuatora je 250 psi. Prema Joshu Adkinsu, stručnjaku za proizvode za Emerson Machine Automation Actuatore, uobičajene primjene uključuju stezanje i prijenos materijala s jedne montažne linije na drugu.
Rotacijski aktuatori su dostupni u jednostrukim ili dvostrukim zupčastim zupčanicima, lopaticama i spiralnim spline verzijama. Ovi aktuatori pouzdano obavljaju različite funkcije kao što su dijelovi za dovod i orijentaciju, radni žlebovi ili usmjeravanje paleta na transportne trake.
Rotacija letve i zupčanika pretvara linearno kretanje cilindra u rotaciono i preporučuje se za precizne i teške primjene. Zupčanik je skup zubaca zupčanika spojenih na klip cilindra. Kada se klip kreće, letvica se gura linearno , a letva se spaja sa kružnim zupcima zupčanika, prisiljavajući ga da se okreće.
Pogon noža koristi jednostavan zračni motor za pogon oštrice spojene na rotirajuću pogonsku osovinu. Kada se na komoru primijeni značajan pritisak, ona se širi i pomiče oštricu kroz luk do 280 stepeni dok ne naiđe na fiksnu prepreku. Obrnuta rotacija promjenom pritiska zraka na ulazu i izlazu.
Spiralno (ili klizno) tijelo koje se okreće sa zupčanikom sastoji se od cilindričnog omotača, osovine i čahure klipa. Kao i prijenos zupčanika i zupčanika, spiralni prijenos se oslanja na koncept rada zupčanika za pretvaranje linearnog kretanja klipa u rotaciju osovine.
Ostali tipovi aktuatora uključuju vođeni, pokretni, višepoložajni, bez šipke, kombinovani i profesionalni. Karakteristika vođenog pneumatskog aktuatora je da je šipka za vođenje postavljena na ploču jarma, paralelno sa klipnjačom.
Ove vodilice smanjuju savijanje šipke, savijanje klipa i neravnomjerno trošenje zaptivki. Oni također pružaju stabilnost i sprječavaju rotaciju, dok izdržavaju velika bočna opterećenja. Modeli mogu biti standardne veličine ili kompaktni, ali općenito govoreći, oni su pokretači za teške uvjete koji pružaju ponovljivost.
Franco Stephan, direktor marketinga Emerson Machine Automation, rekao je: “Proizvođači žele vođene aktuatore za različite aplikacije koje zahtijevaju robusnost i preciznost.”Uobičajeni primjer je vođenje klipa aktuatora da se precizno kreće naprijed-nazad na kliznom stolu. Vođeni aktuatori također smanjuju potrebu za vanjskim vodičima u strojevima.”
Festo je prošle godine predstavio DGST seriju minijaturnih pneumatskih klizača sa cilindrima sa dvostrukim vođenjem. Ove klizne šine su jedne od najkompaktnijih kliznih šina na tržištu i dizajnirane su za precizno rukovanje, presovanje, biranje i postavljanje, elektroniku i svjetlo montažne aplikacije. Postoji sedam modela koje možete izabrati, nosivosti do 15 funti i dužine hoda do 8 inča. Dvoklipni pogon koji ne zahtijeva održavanje i vodilica s recirkulacijskim kugličnim ležajem velikog kapaciteta mogu pružiti 34 do 589 njutna snage pri pritisak od 6 bara. Isti standard su bafer i senzori blizine, oni neće premašiti otisak tobogana.
Pneumatski pokretači za spuštanje su idealni za odvajanje i oslobađanje pojedinačnih dijelova iz lijevka, transportera, vibrirajućih dovodnih zdjela, šina i magacina. uobičajeno u ovakvim aplikacijama. Neki modeli su opremljeni prekidačima za jednostavno povezivanje sa raznim elektronskim kontrolnim uređajima.
Guelker je istakao da postoje dvije vrste pneumatskih višepoložajnih aktuatora, a oba su teška. Prvi tip se sastoji od dva nezavisna, ali povezana cilindra sa klipnjačama koje se protežu u suprotnim smjerovima i zaustavljaju se na do četiri pozicije.
Drugi tip karakteriše 2 do 5 višestepenih cilindara povezanih u seriju i sa različitim dužinama hoda. Vidljiva je samo jedna klipnjača koja se kreće u jednom smeru do različitih položaja.
Linearni aktuatori bez šipke su pneumatski aktuatori kod kojih se snaga prenosi na klip preko poprečne veze. Ova veza je ili mehanički povezana kroz žljeb u cijevi profila, ili magnetski povezana kroz zatvorenu profilnu cijev. Neki modeli mogu čak koristiti letvu i zupčanik sistema ili zupčanika za prenos snage.
Jedna od prednosti ovih aktuatora je što zahtijevaju mnogo manje prostora za ugradnju od sličnih cilindara klipnjače. Još jedna prednost je da aktuator može voditi i podržavati opterećenje cijelom dužinom hoda cilindra, što ga čini pametnim izborom za primjene sa dužim hodom.
Kombinovani aktuator obezbeđuje linearno kretanje i ograničenu rotaciju, a uključuje učvršćivače i učvršćivače. Stezni cilindar direktno steže radni predmet kroz pneumatski stezni element ili automatski i više puta kroz mehanizam za kretanje.
U neaktivnom stanju, stezni element se podiže i izbacuje iz radnog područja. Jednom kada se novi radni komad pozicionira, on je pod pritiskom i ponovo spojen. Korištenjem kinematike može se postići vrlo visoka sila zadržavanja uz nisku potrošnju energije.
Pneumatske stezaljke stežu, pozicioniraju i pomiču dijelove u paralelnom ili ugaonom kretanju. Inženjeri ih često kombinuju sa nekim drugim pneumatskim ili elektronskim komponentama kako bi izgradili sistem biranja i postavljanja. Dugo vremena, poluprovodničke kompanije su koristile male pneumatske šablone za rukovanje preciznim tranzistorima i mikročipove, dok su proizvođači automobila koristili snažne velike makaze za pokretanje čitavih motora automobila.
Devet uređaja PHD-ove Pneu-Connect serije direktno je povezano na priključke za alate Universal Robots kolaborativnog robota. Svi modeli imaju ugrađeni pneumatski smjerni ventil za otvaranje i zatvaranje uređaja. URCap softver pruža intuitivno i jednostavno postavljanje uređaja.
Kompanija također nudi Pneu-ConnectX2 komplet, koji može povezati dvije pneumatske stezaljke radi povećanja fleksibilnosti primjene. Ovi kompleti uključuju dvije GRH hvataljke (sa analognim senzorima koji pružaju povratnu informaciju o položaju čeljusti), dvije GRT hvataljke ili jednu GRT hvataljku i jednu GRH hvataljku. Svaki komplet uključuje Freedrive funkcionalnost, koja se može povezati sa kolaborativnim robotom za jednostavno pozicioniranje i programiranje.
Kada standardni cilindri ne mogu obaviti jedan ili više zadataka za određenu primjenu, krajnji korisnici bi trebali razmotriti korištenje posebnih cilindara, kao što su zaustavljanje opterećenja i sinus. Cilindar za zaustavljanje opterećenja obično je opremljen hidrauličnim industrijskim amortizerom koji se koristi za zaustavljanje prijenosa opterećujte meko i bez odskoka. Ovi cilindri su pogodni za vertikalnu i horizontalnu ugradnju.
U poređenju s tradicionalnim pneumatskim cilindrima, sinusoidni cilindri mogu bolje kontrolirati brzinu, ubrzanje i usporavanje cilindara za transport preciznih objekata. Ova kontrola je zbog dva žljeba na svakom odbojniku, što rezultira postupnijim početnim ubrzanjem ili usporavanjem, i nesmetan prelazak na rad punom brzinom.
Proizvođači sve više koriste pozicione prekidače i senzore za preciznije praćenje performansi aktuatora. Instaliranjem pozicijskog prekidača, kontrolni sistem se može konfigurisati da aktivira upozorenje kada cilindar ne dostigne programirani izvučeni ili uvučeni položaj kako se očekivalo.
Dodatni prekidači se mogu koristiti za određivanje kada aktuator dostigne međupoložaj i nominalno vrijeme izvršenja svakog pokreta. Ove informacije mogu obavijestiti operatera o predstojećem kvaru prije nego što dođe do potpunog kvara.
Senzor položaja potvrđuje da je položaj prvog koraka akcije završen, a zatim ulazi u drugi korak. Ovo osigurava kontinuiranu funkcionalnost, čak i ako se performanse opreme i brzina mijenjaju tokom vremena.
“Pružamo senzorske funkcije na aktuatorima kako bismo pomogli kompanijama da implementiraju IIoT u svoje tvornice,” rekao je Adkins.” Krajnji korisnici sada imaju pristup kritičnim podacima kako bi bolje nadgledali aktuator i optimizirali njegove performanse.Ovi podaci se kreću od brzine i ubrzanja do tačnosti položaja, vremena ciklusa i ukupne pređene udaljenosti.Ovo posljednje pomaže kompaniji da bolje odredi preostali vijek trajanja zaptivke aktuatora.”
Emersonovi magnetni senzori blizine ST4 i ST6 mogu se lako integrirati u razne pneumatske aktuatore. Kompaktan dizajn senzora omogućava da se koristi u uskim prostorima i ugrađenim instalacijama. Robusno kućište je standardno, sa LED diodama koje pokazuju status izlaza.
Bimba IntelliSense tehnološka platforma kombinuje senzore, cilindre i softver kako bi pružila podatke o performansama u realnom vremenu za svoju standardnu pneumatsku opremu. Ovi podaci omogućavaju pažljivo praćenje pojedinačnih komponenti i pružaju korisnicima uvid koji im je potreban za prelazak sa hitnih popravki na proaktivne nadogradnje.
Jeremy King, proizvodni menadžer Bimba sensing tehnologije, rekao je da inteligencija platforme leži u modulu sučelja udaljenog senzora (SIM), koji se može lako povezati s cilindrom putem pneumatskih dodataka. SIM koristi parove senzora za slanje podataka (uključujući cilindar uslovi, vreme putovanja, kraj putovanja, pritisak i temperatura) do PLC-a za rano upozorenje i kontrolu. Istovremeno, SIM šalje informacije u realnom vremenu na PC ili IntelliSense data gateway. Potonji omogućava menadžerima daljinski pristup podacima za analizu.
Guelker je rekao da Festo-ova VTEM platforma može pomoći krajnjim korisnicima da implementiraju sisteme zasnovane na IIoT-u. Modularna i rekonfigurabilna platforma je dizajnirana za kompanije koje proizvode male serije i proizvode kratkog životnog ciklusa. Takođe pruža visoku iskorišćenost mašina, energetsku efikasnost i fleksibilnost.
Digitalni ventili na platformi mijenjaju funkcije na osnovu različitih kombinacija aplikacija za kretanje koje se mogu preuzeti. Ostale komponente uključuju integrirane procesore, Ethernet komunikacije, električne ulaze za brzu kontrolu specifičnih analognih i digitalnih aplikacija i integrirane senzore tlaka i temperature za analizu podataka.
Jim je viši urednik u ASSEMBLY i ima više od 30 godina iskustva u uređivanju. Prije pridruživanja ASSEMBLY, Camillo je bio urednik časopisa PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal i Milling Journal.Jim je diplomirao engleski jezik na Univerzitetu DePaul.
Sponzorirani sadržaj je poseban plaćeni dio u kojem industrijske kompanije pružaju visokokvalitetan, objektivan nekomercijalni sadržaj o temama koje su od interesa za SKUPŠTINU publiku. Sav sponzorirani sadržaj obezbjeđuju reklamne kompanije. Zainteresovani ste za učešće u našoj sekciji sponzorisanih sadržaja? Molimo vas kontaktirajte svog lokalnog predstavnika.
Na ovom webinaru naučit ćete o tehnologiji kolaborativne robotike koja omogućava automatsku dodjelu na efikasan, siguran i ponovljiv način.
Na osnovu uspješne serije Automation 101, ovo predavanje će istražiti „kako“ i „razlog“ proizvodnje iz perspektive današnjih donosilaca odluka koji procjenjuju robotiku i proizvodnju u svom poslu.
Vrijeme objave: 24.12.2021