עיצוב מערכות פנומטיות לטיפול בסורטינג במהירות גבוהה ולקחת ומקום

מערכות ⁇ Pneumatic Systems

מערכות ⁇ נשאר עמוד השדרה של אוטומציה תעשייתית, במיוחד עבור עיבוד מהיר ובחירת-ו-ומקום פעולות.מערכות אלה משלבות עלות נמוכה, פשטות, וצפיפות כוח גבוהה כדי להתמודד עם מגוון רחב של אובייקטים - ממרכיבים זעירים אלקטרוניים ועד סחורות ארוזות כבדות - במהירויות של כמה מאות מחזורים לדקה. במרכזים לוגיסטיים, קווי אריזה, ואלקטרוניקה, היכולת לאסוף במהירות, להעביר פריטים מסוג זה, ומוצרים מדויקים, דרך אפקטים מדויקים, עיצוביים, ואפקטים, ודרישות מהירות, כדי להשיג דיוק, ולהשיג את היכולות של מערכות ספציפיות, והשגת דיוק, ואפקטים, ולהשיג את התכונות, ולהשיג את התכונות, פיתוח, ולהשיג את התכונות, כדי להשיג את התכונות של מערכות ספציפיות, ולהשיג את התכונות, פיתוח, ולהשיג את התכונות.

המונחים: a Pneumatic system

מערכת נינומטית מעוצבת היטב עבור מיון מהיר ובחירת-and-place משלבת כמה מרכיבים מרכזיים. כל אחד צריך לבחור עבור ביצועים אופטימליים תחת רכיבה מהירה אופניים עומסים שונים.

אספקה אווירית בלחץ

יחידת הטיפול הדחוס והאוויר יוצרים את הבסיס.עבור מבצעים מהירים, דחוס ייעודי עם יכולת נאותה (בדרך כלל נמדד ב ליטר לשנייה או fm) הוא חיוני.אוויר חייב להיות מסונן ל- ISO 8573-1 כיתה 1.4.2 או טוב יותר להסיר לחות מינימלית, שמן, וחלקיות; לבד יכול לגרום קורוזיה ודבקות במערכות במהירות של מחזורי (A) עם ריצוף חשמלי קבוע (Ric) עם לחץ אווירי) עם מסונן קבוע (Riculemculates) עם לחץ קבוע) עם לחץ קבוע (Ric) עם פילטרים) קבוע, כולל אספקת דלק קבוע (Ric) ו-Ric quaculates) עם אספקת דלק מוצק (Ric) עם אספקת דלק מוצקה) עם מחסנית) עם מחסנית לחץ קבוע (Ric quaculates) באופן קבוע, עם אספקת דלק קבוע, עם אספקת דלק מוצקה) עם מחסנית) עם מחסנית נוזלי) עם מחסנית נוזלית לחץ קבוע, רק מחסנית, עם מחסנית לחץ קבוע, רק מחסנית לחץ על ידי מחסנית) ומדורגומטרהסרפסהסרפסדפסדפסה, ומד

בקרת כיוון Valves

Valves הם "מוחות" של מערכת pneumatic.עבור מיון מהיר, שסתום spool משוסתום או שסתום פופפט עם זמני תגובה מתחת 10 מילי שניות הם מועדים.Spool מציעים טרמינלים פנימיים נמוכים וקיבולת זרימה גבוהה, בעוד שסתום פופפט מספק שינוי מהיר יותר עבור שבץ קטן מאוד.

Actuators

אקטוומטי להפוך את הלחץ האוויר להילוך מכני.עבור בחירת-ומקום, סוגים נפוצים כוללים:

• (FLT:0) ,Rylinders:FIRLT:1 להציע פרופילים קומפקטיים ושבץ ארוך, אידיאלי עבור העברה אופקית. מגנטית או מכנית גרסאות זמינים; עבור מהירויות גבוהות, הפיכה מגנטית היא קלה יותר אבל לא יכול להתמודד עם עומסי צד היטב.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) Grippers:FLT:1 Parallel, angular, או שלושה עיצובים של ג'אב; משקל עם כוח אחיזה חיובי.

חומרים קלים כמו אלומיניום, פחמן-פיבר או מפלסטיק הנדסה מעדיפים להפחתת המסה נעה ואינרטיה, המאפשר האצות גבוהות יותר ללא השפעה מוגזמת.

הכנת אוויר והפצת

יחידת סינון-regulator-lubricator (FRL) היא סטנדרטית. עם זאת, עבור מהיר איסוף ו---place, סיכה עלולה להיות מסולקת אם שסתום ומבצעים הם pre-lubricated או להשתמש ב-עצמית-lubricating-al-lubricating Seals - זה מונע זיהום שמן מטעה וסימולציות תחזוקה. Piping צריך להיות בגודל כדי למזער לחץ פנימי: מרחק קצר יותר עבור נפח תגובה (Fic) נמוך יותר עבור מגבלות קצרות יותר עבור מגבלות).

דרישות עיצוב עבור ביצועים מהירים

זמני מחזוריים מתחת ל-0.5 שניות דורשות תשומת לב למספר פרמטרים הקשורים.

זמן תגובה ו-Valve Actuation

זמן התגובה הכולל הוא הסכום של שסתום solenoid energization זמן, spool Shifting זמן, ואת לחץ האוויר propagation למבצע. שסתום solenoid מודרני להשיג זמני מעבר של 2-6 מילישניות. כדי למזער עיכוב ה propagation, להשתמש בשסתום "ארוחתמה" ליד המכנה כי זרק אוויר ישירות במקום לחזור דרך זה; כמו גם להפחית את נפח קצר.

לחץ וזרימה אופטימיזציה

הכוח הנדרש עבור איסוף וקידום אובייקטים הוא F = P × A עבור גלילים, שבו P הוא מד לחץ ו A הוא שטח פיסטון. עבור מהירות גבוהה, אתה צריך גם מספיק כוח כדי להתגבר על אינרציה וחיכוך, מספיק זרימה כדי למלא את גלילי במהירות.התדר (Q) ניתן משוער גם על ידי Q= A × v, שבו הוא מהירות פירטטסטון.

זמן מחזור אופטימיזציה

זמן מחזור כולל שבץ מורחב, זמן יישב, זמן בחירה / קרוע, שבץ חוזר, ומיקום להתיישב. עבור מיון יישומים, הבחירה-ומקום תנועה לעתים קרובות עוקב אחר פרופיל מהירות משולש או מלכודות.לצמצם זמן שבץ, להאיץ כוח מקסימלי עד אמצע נקודת הבחירה, ולאחר מכן decelerate. Cushion בסוף-ofstroke הוא חיוני - cushions או מהירות זעזועים יכול להפחית את רמות הפחתת בקרת מהירות (בדרך כלל) באמצעות בקרת cushreprepretretretretretretretretret) עם בקרת cushretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretretreption.

המונחים: Piping

פריסת מערכת קומפקטית מפחיתה את אורך הצינור ואת ספירות מתאימות. השתמש מסוף מסתם מודולרי הרכוב ליד המפרקים - זה מבטל צינורות ארוכים ושסתום בודדים מרובים. עבור multi-axis איסוף ו-place (X, Y, Z), כל ציר צריך להיות בנק שסתום משלו.הימנע מכופים חדים ומתאים מדי.

טכניקות מתקדמות ל Speed and Precision

טכנולוגיית Valve

מערכות מסורתיות יש שסתום מרכזי עם צינורות ארוכים לכל אקטוטור.שיסתום מבוזר - שסתום סלנואידים קטנים רכובים ישירות על או ליד המכנה - להפחית באופן דרמטי את זמן התגובה כי האוויר רק נוסע כמה סנטימטרים. אלה נשלטים לעתים קרובות באמצעות IO-Link או שדהבוס ממרכז PLC, המאפשר פקודות דיגיטליות מהירות גבוהה.

דור Vacuum עבור Pick-and-Place

משימות ממותנות דורשות הרמת פריטים לא מעוררים או מוצרים עדינים. Vacuum Catchers באמצעות וידויי ואקום חשמליים מספקים איסוף מהיר ושחרור.עבור מהירות גבוהה, להשתמש ב ejectors multi-שלביים שיוצרים במהירות את הריקק (0.05-0.1 שניות) ושילוב של מהפך משקל עבור שחרור מהיר. Alternatively, גנרטורים מבוזרים עם כוסות קצרות (< מ"מ"מ"מ"מ) ולהפחית את נפח חומר נייח על בסיס חומר נייח (R) ונפח קריטי על בסיס חומר ניקוי) ונפח חומר ניקוי (R) ונפח על בסיס חומר נימול חלק קריטי (R) הוא חלק).

אנרגיה ועומס ניכוי

מערכות neumatic מהירות גבוהה יכולות לצרוך כמויות גדולות של אמצעים דחוסים אוויר.

• (FLT:0) צמצום הפחתת הפחתת ה-FLT:1 השתמש בלחץ הנמוך ביותר האפשרי שעדיין משיג כוח נדרש - כל 1 הבר חותך צריכת אנרגיה בכ-7%.
• (ב) שליטה:0 (Flow control: FLT:1) בקרת זרימה של מ"ר התקן (מתקני מים) כדי להסדיר את המהירות ללא בזבז אוויר.
• (FLT:0) מעגליות רגנרטיביות: 1FLT:1 עבור גלילים כפולים, לחבר את הנמל המתקדם לנמל המחדש כדי להחזיר אוויר (אוויר-מעל אוויר) - מפחית את הצריכה 30-50% במהלך רכיבה מהירה.
• (FLT:0) מרכיבים במשקל אור: FLT:1 , מלתות פחמן-פיבר, גופי גליל אלומיניום, ופולימרינג נמוך יותר תנועה מסה, צמצום דרישות כוח פעולה וצריכת אוויר.

המונחים:

pneumatics מסורתית הם פתוחים-loop - הם עוצרים בתחנות מכניות קבועות.למיין, מיקום מדויק הוא לעתים קרובות לא נחוץ (רק הפקדה באזור היעד) עם זאת, כאשר הם לוקחים מ מועברים או מכניסים לקנינים הדוקים, חזרה של ±0.2 מ"מ עשויה להיות נדרשת.

• (FLT:0) שסתום עם חיישנים מיקום FIRLT:1) - סגור פאנומטי סרומטי יכול להחזיק עמדה עם דיוק תת-מילימטר, אם כי במהירויות נמוכות יותר.
• (ב) ⁇ :0) מכשירים לקליטה מכנית (FLT:1) - סיכות או מנגנוני בלם המנעולים את הטור בתחנה מכנית מדויקת.
• (ב) ,0) מדריכים ונושאים משולבים (ב"ג) 1 - צמצום משחק ושיפור יכולת החזרה.
• (ב) אינטגרציה:0 Vision אינטגרציהFLT:1 ; מצלמה מנחה בחירה gantry-ומקום שבו pneumatic Z-axis לפצות על וריאציות גובה.

אתגרים משותפים ופתרונות מעשיים

אספקת אוויר והורדת לחץ

כאשר מספר רב של מתאמים מחזור בו זמנית, הביקוש אווירי מיידי יכול לעלות על יכולת דחיסה, גרימת לחץ דיפוסים. Solutions: גודל דחיסה ומקלט עבור הביקוש לפסגה (קיבולת קבלה של 10 גלונים לנפח של זרימת שיא עבור מחזורים מהירים) השתמש במצטברים מקומיים ליד תחנות מהירות גבוהה לספק רזרבה.

דור חום והסכמה

דחיסה מהירה והתרחבות אוויר חום, ולחות יכולות לדחוס בחלקים קרים יותר.זה מוביל לאטום ללבוש ושסתום דבק. Mitigations: להשתמש לאחריקולרים על דחוסים, להתקין ניקוזים מתואמים בנקודות נמוכות, ולשמור על שליטה טמפרטורה הסביבה סביב המערכת. שקול להשתמש חנקן או אוויר יבש בסביבות לחות מאוד.

רעש וגאווה

ממריצים מהירים ומישימים תכופים מייצרים רעש גבוה (80-100 dB) מתקין דממה (ברונזה או פלסטיק מחוספס) על כל נמל ממצה. השתמש בהרים גמישים עבור שסתום ומבצעים כדי להפחית את השידור.

דרישות

ספירת מחזור גבוהה מאיצה ללבוש על חותמות, שסתום, ו-לחיצת תחזוקת חיזוי: ספירת מחזור מעקב, לחץ ירידה מגמות, וטמפרטורת שסתום coil מסננים כל 6 חודשים או אחרי 10 מיליון מחזורים. השתמש cylinders לפני lubricated כדי להפחית את תדירות של בדיקות דליפה סיכה.חול במפרקים - חור 2 מ"מ ב 6 יכול לפסולת מעל 10 ליטרים לשנייה.

מערכות בקרה ואינטגרציה

פקדים לוגיים (PLCs)

PLC מודרני עם זמן סריקה מהיר ( ⁇ 1 ms) ו- Quick ספירת קלטות הוא חיוני כדי לתאם מספר אקסס. השתמש IEC 61131-3 שפות, במיוחד טבלת תפקוד סינטי (SFC) עבור לוגיקה מבוססת המדינה. input מחיישנים קרביים, תמונות-עין, וקודמים מעוררים פקודות.עבור במהירות גבוהה (מעל 100 דקות) לשימוש טרמינלים של EATC, באמצעות טרמינלים, או טרמינלים ייעודיים, באמצעות טרמינלים, כלומר באמצעות טרמינלים של EAT C.

סינכרון עם קונבייזר וחזון

במערכות מכוונות רבות, חלקים מגיעים למעבירה.הבחירה הפנומטית והמקום חייבים לעקוב אחר החלק המרגש בזמן אמת.

• רזולוציה גבוהה קודר על משדר.
• אלגוריתם מעקב מבוסס PLC או ייעודי.
• שסתום solenoid מהיר כדי להתאים את הזמן באופן דינמי.
• מערכת חזון לזהות ולאתר חלקים (באמצעות GigE או מצלמות USB4) זמן עיבוד התמונה חייב להיות <20 מ's כדי לעמוד.

כמה עיצובים משתמשים בסגנון "גן" שבו Y-axis נע לצד המעביר סנכרון בזמן בחירת Z-Axis ומקומות - כל גרזן pneumatic תחת שליטה מתואמת.

יישום בעולם האמיתי: מהירות גבוהה Parcel מיון

מרכז הפצה מטפל 10,000 חבילות בשעה על קו אחד.כל חבילה שוקל 0.5-10 ק"ג ומגיע לעמדות אקראיות על מפרש 2 מ"ר / s. A gantry איסוף ו-place עם שני pneumatic X-axis (ללא צלינדרים, 1.5 m שבץ), אחד Y-axis (דליק, 0.5 m), ו Za360 הוא זמן: אורך:

• פסטו DGC-32 cylinder ללא מוטה (X-axis) עם משוב מיקום באמצעות חיישן מגנטיו מגביל.
• שסתום פופפט (Festo VUVG או SMC SYJ) עם תגובה 4 ms, מוטבע.
• Vacuum Catcher עם 5 שלבים ejector (Cv 0.8) ו 30 מ"מ סיליקון כוס.
• PLC עם 0.8 ms סריקות, EtherCAT לטרמינל.
• תסכול חיזוי באמצעות מודול ה-Soft Run Soft Stopp של פסטו.

התוצאה: 95% מהסלקות הושלמו בתוך זמן היעד; צריכת האנרגיה הנמוכה מ-30% מהמערכת המרכזית הקודמת.

מסקנות ומגמות עתידיות

).העיצוב מערכות לוגיות לסינון מהיר ובחירת-andplace דורש גישה הוליסטית: לבחור רכיבים עם תגובה מהירה ומסה נמוכה, אופטימיזציה של התפלגות אוויר ולחץ, לשלב שסתום בקרה מתקדמת וסתומות מבוזרות, ולצפות צורכי תחזוקה.כאשר נעשה נכון, אוטומציה של עמידה ב-VNUMFIC מספקת מהירות גבוהה יותר, אמינות ויעילות גבוהה יותר - לעתים קרובות ממכשירים חשמליים באפליקציות נמוכות של טיפול ב- ISOFoFomatics כגון: