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コアコンポーネントと選択基準
空気圧マルチアキュベーターシステムの設計は、適切なコンポーネントを選択することで始まります。各要素は、同時にまたはシーケンスで動作する複数のアクティベーターの結合された要求を処理するために大きさで分類され、指定する必要があります。
アクチュエータ: リニア、ロータリー、グリッパー
リニアシリンダーは、シングルアクティベーション、ダブルアクティベーション、およびロッドレス設計で利用可能な最も一般的なものです。回転タスクのために、ロータリーアクチュエータは、限られた角度または連続回転を提供します。空気圧グリッパーは、部品ピックアンドプレース操作を処理します。選択は、負荷、ストローク、速度、および環境要因によって異なります。エンジニアは、式[を使用して力を計算する必要があります。フォース=圧力×ピストンエリア、摩擦と負荷変動のバインドの操作。 仕様は、FLTFLTFLTFLTF]などのデータから[FLTFLTF]を[FLTF]に示すようにします。[FLTF]:[FLTF]:[F]
弁:方向制御および流れの規則
電磁弁は4/2、5/2、5/3構成で利用できるワークホールです。比例弁は速度を管理している間、良い位置を提供しました。多アクチュエータシステムのために、多岐に取付けられた弁は配管の複雑さを減らします。弁のサイジング(CvかKv)は総流れの要求のための記述を要求します。]]のSMCの技術的な資源を参照してください。選択の指針のための選択。
センサーとフィードバック
磁気リードスイッチまたはシリンダーに取り付けられたソリッドステートセンサーは、エンドオブストローク信号を提供します。圧力センサーと流量計は、高度な診断を可能にします。調整されたモーション、エンコーダベースのシステム、または統合センサーを備えた空気圧位置決めシリンダーは、繰り返し性を保証します。
コントローラと通信
プログラマブル・ロジック・コントローラー(PLC)は、フィールドバス(Profibus、EtherNet/IP)またはIO-Linkを介して通信することが多い標準です。 コントローラは、バルブをシーケンスし、アクチュエータを同期させるロジックを実行します。 十分な入力/出力と処理速度を備えたコントローラーを選択すると、厳しいタイミング要件を持つ複雑なタスクにとって不可欠です。
空気の準備の単位(FRL)
圧縮空気は、清潔で乾燥し、潤滑する必要があります。 フィルター・レギュレータ - ルーブライケーター(FRL)アセンブリは空気を調節します。 マルチ・アクティベータ・システム・インレットのメインFRLは、ブランチ用の可能な二次ユニットが不可欠です。 適切な選択は、汚染を防ぎ、すべてのデバイス間で一貫した空気品質を保証します。
調整と制御のための設計
複雑な自動化タスクは、コンサートで動作するようにアクチュエータが必要です。この要求は、思考制御アーキテクチャとプログラミングが必要です。
同期動作
比例したバルブと位置フィードバックを使用して、複数のシリンダーの真の同期は、機械的カップリングまたは電子制御によって達成されます。例えば、4本のシリンダーで重いプラットフォームを持ち上げることは、結合を避けるために同時延長を必要とします。モーションコントローラー付きのクローズドループ制御は、ミリ秒以内に複数の軸を同期することができます。PLCを介してマスタースレーブまたはギアングアルゴリズムを使用して、静脈を調整できます。
シーケンシングとインターロック
順次の操作 - たとえば、クランプ、ドリル、そしてリトラクト - は、梯子図または構造化されたテキストのステップロジックによって管理されます。インターロックは、条件が満たされるまで次のステップを防ぐことができます(センサーは、確認、圧力の安定)。ステートマシン設計は、複数の並列ブランチで複雑なシーケンスを管理することができます。タイマーと適応遅延のためのカウンターを組み込む。
適応制御と診断
現代のシステムは、部品サイズに基づいて速度を調整したり、圧力低下のために補正したりすることができます。これは、比例したバルブとセンサーのフィードバックを使用して、ゲインスケジューリングで達成されます。オンボード診断モニターサイクル時間、圧力傾向、およびバルブ作動回数。予測メンテナンスが可能になり、計画されていないダウンタイムを削減します。
空気回路設計の基礎
配管、マニホールド、フィッティングの物理的なレイアウトは、直接性能に影響を与えます。 設計が悪い回路は、圧力低下、傷つき応答、およびエネルギー損失につながる。
配管とチューブサイジング
管の内径は、過度の圧力低下なしですべてのアクチュエータを供給するのに十分な大きさでなければなりません。 親指の規則: 枝の10 m /秒以下の空気速度を維持し、メインで6 m /秒。 主要なラインのために銅またはアルミニウム硬い配管を使用してください。 最終的な接続のための柔軟なポリウレタンまたはナイロン管。 クイックコネクト継手はメンテナンスを簡素化し、制限を追加します。 継手と曲げを検討する合計同等の長さを計算します。
多岐にわたるサブベース
マニホールドブロックは、複数のバルブをコンパクトなアセンブリに統合し、配管を減らし、応答時間を改善します。 サブベースプレートは、バルブカートリッジの簡単な交換を可能にします。 多岐にわたる供給ポートが、総流量を処理するようにサイズされていることを確認してください。 専用の排気パスは、音の減少と清潔さに役立ちます。
流量と圧力計算
各アクチュエータは、各サイクルあたりの空気の量を消費します。個々の消費率を消費し、コンプレッサーとメインサプライラインをサイズします。連続操作のために、標準フロー式(例えば、]Q = V×n])を使用して、Qは、Qは、フローレート、Vは、サイクルごとのボリューム、nは1分あたりのサイクルです)。そして、バルブフロー係数Cvと比較してください。6〜7バーのシステム圧力は典型的ですが、低圧力はLTFLTを節約することができます。[FLTFLT]
共通の課題に対処する
設計もよくあるシステムが課題に遭遇。積極的にエンジニアリングが最も重要視。
空気圧の一貫性
複数のアクチュエータが同時にシフトするとき、ダウンストリーム圧力は切り離すことができます。 ソリューション:より大きい空気受信機を使用して、ライン径を増加するか、またはピーク要求を避けるためにアクチュエータをシーケンスします。 各ブランチの圧力調整器は、ローカルの安定性を保証します。
漏出検出
無駄なエネルギーおよび低下の性能を漏出。消費の傾向を監視するために主要なラインの定期的な超音波点検か設置フロー メートルを取付けて下さい。大きいネットワークのために、地帯の監視による地帯は問題区域をピンポイントするのを助けます。接合箇所の漏出を最小にするのに通された密封剤かOリング付属品を使用して下さい。
コンポーネントの摩耗および維持
シール交換は、時間をかけて摩耗します。サイクルカウントに基づいて、スケジュール予防交換。潤滑シール付きの高品質のシリンダーを使用して、長寿命。乾燥乾燥機と石炭フィルターは、水分や油のエアロゾルを除去することにより、成分の寿命を延ばします。
安全・エネルギー効率
空気圧システムは、過酷な環境で電気よりも安全ですが、保護装置が必要です。
安全に関する注意事項
閉鎖/タグアウトのプロシージャは維持の間にゼロ エネルギーを保障します。排気弁はすぐに空気を刻まれた出口べきです。複数のアクチュエーター システムでは、トラップされた圧力による予期しない動きは傷害を引き起こします。速い排気弁および一点エネルギー分離を使用して下さい。緊急停止回路は弁に力を切り、安全な状態にすべてのシリンダーを通気しなければなりません。
エネルギー効率
圧縮空気は高価です。消費量を最小化します。
- ローカル圧力調整を使用して、可能な圧力を下げます。
- シリンダーを所定の荷重に対して小径のボアで指定します。
- フロー制御バルブを取り付けて、動きを遅くし、需要を削減します。
- 省エネ弁(FestoのMSE6-C2Mシステム)で排気空気エネルギーを回復させる。
十分に調整されたシステムは30%以上の空気消費を削減できます。
実世界応用例
多動器空気システムが業界全体に現れます。 包装では、飛行されたコンベヤーは複数のシリンダーを使用して、PLCを介してすべてのシーケンスをカートンの建設、製品積載、およびケースシールを使用します。 ロボティックピックアンドプレースでは、3つの気圧式軸を備えたガントリーは、軽量ペイロードのための費用対効果の高いモーションを提供します。 自動アセンブリのために、同期されたグリッパーおよびプレスは、高い反復性を有するコンポーネントをインサートします。
用途設計に深くダイブするには、ISO 1219-1規格は、空気回路用のグラフィックシンボルをカバーし、エンジニアが設計を明確に伝えます。
コンテンツ
複雑なオートメーションの複雑なオートメーション要求の厳密な構成選択、慎重な回路の計画および思慮深い制御プログラミングのための空気の複数のアクチュエーター システムを設計して下さい。空気の準備、同期および診断に取り組むことによって、エンジニアは信頼できる、有効および適応可能な性能を提供するシステムを造ります。適切なサイジングおよび現代制御技術に投資することは生産性の配当を払い、所有の総コストを下げます。