Yüksek Hızlı Çeker Sistemlerine Giriş

Pnömatik sistemler, özellikle hızlı bir şekilde sipariş edilen ve toplanıp yer alan işlemleri için endüstriyel otomasyonun arka kemiği olarak kalır. Bu sistemler, düşük maliyet, basit ve yüksek güç yoğunluğuna sahip olmak için çok sayıda nesneyi gerektirir - küçük elektronik bileşenleri ağır paketlere - lojistik merkezlerinde, gerekli hızlara, hassas ve yüksek çözünürlükte, hızlı bir şekilde toplayarak ve hızlı bir şekilde toplama yeteneği ve güvenle toplama yeteneği ile tasarım. Tasarım bu tür sistemler, bu tür sistemler, bileşen ve sistem mimarisine sahip olmak için kapsamlı bir anlayış gerektirir.

Bir pnömatik Sistem

Hızlı hızlı bir şekilde tasarlanmış pnömatik sistem ve pick-ve-place çeşitli anahtar bileşenleri entegre eder.Her biri hızlı bisiklet ve çeşitli yükler altında en iyi performans için seçilmelidir.

Comed Air Supply

kompresör ve hava tedavisi ünitesi temel oluşturur. Yüksek hızlı operasyonlar için, yeterli kapasiteye sahip özel bir kompresör (tipik olarak ikinci veya scfm) gereklidir. Air must be filtered to ISO 8573-1 sınıfı 1.4.2 veya daha iyi, nem korumak için; nem sadece korozyona ve valf hızlı bir şekilde pompalanabilir.

Yönel Kontrol Vanaları

Valves, pnömatik sistemin “beyinler”idir. Yüksek hızlı bir şekilde, optole-işletmeli spool valfleri veya poppet valfleri 10 milisaniye altında yanıt süreleri ile yanıt verir. Spool valfleri düşük iç sürtünme ve yüksek akış kapasitesi sunar, poppet valfler çok küçük darbeler için daha hızlı bir şekilde geçiş sağlarken - bazen kanal baskıları azaltılabilir. Anahtar özellikler akış katlama (Cv), yanıt süresi ve portların sayısı (yaklaşık 5/3 veya 5/2).

Türbeler

Pnömatik aktüatörler hava basıncı mekanik hareket haline getirirler. - pick-andplace, ortak türler şunları içerir:

  • [FONT:0)Rodless silindirler:[Dönetici:[Döneticiler ve uzun vuruşlar, yatay transfer için ideal. Manyetik veya mekanik darbe versiyonları mevcuttur; yüksek hızlar için, manyetik darbe daha hafiftir, ancak yan yükleri iyi idare edemez.
  • [FONT:0)Köpektif silindirler:[Dönder:[Dönder: 1 ) Tüm kılavuz çubuklar veya slaytlar tork'a karşı direnmek için kullanılır, dikey toplama hareketleri için kullanılırlar.
  • [FONT:0)Rotary aktüatörler:[Dönetici:[Dönetici: 1), el elek veya yönlendirme değişiklikleri için kullanılır; vane veya raf-ve-pinion türleri bütünleşik yastıklarla.
  • [FONT:0)Grippers: [Dönetici: · 4,2|Döner, agular veya üç-jaw tasarımları; yüksek hız için, ilkbahar kapalı, hava açıklanmış kıvrımlar, hava tüketimi tutarken azaltır.

Alüminyum, karbon-fiber veya mühendislik plastikleri gibi hafif malzemeler, aşırı etki olmadan yüksek hızlara izin vermek için kütle ve inertia'yı daha düşük taşımayı tercih ediyor.

Hava Hazırlığı ve Dağıtım

Filtreleyici bir filtre (-FRL) ünitesi standarttır. Ancak yüksek hızlı seçim ve yer için, ısıtıcılar kısa kullanım için 6-10 mm'nin iç çapı (< 3 m), daha uzun mesafeler için baskı yapmak için daha büyük.

Yüksek Hız Performansı için Tasarım

0,5 saniyenin altında döngü süreleri, birkaç ilgili parametreye dikkat gerektirir.

Yanıt Zaman ve Valve Actuation

Toplam cevap süresi, valf optiğinin enerjilendirilmesi zamanı, spool zaman değiştiriyor ve hava basıncının eylemciye yayılması.Modern optimkanlar 2-6 milisaniyenin geçiş süresini elde ediyor.En kısa sürede "hızlı" valfleri, doğrudan geri dönüş yerine, çöpe geri dönmek için kullanıyor.

Basınç ve Akış Optimizasyonu

Toplama ve hareket etme gücü F = P × silindirler için, P'nin ölçüm basıncı ve A'nın piston alanı olduğu yerde, hem de Cv'in mevcut tedarik basıncında en az bu akışta teslim edilmesi gerekir.Spalanan gaz akışlarını doldurmak için yeterince akış (Q) basınç damlalarını hesaplamak için.

Çevrim Zaman Optimizasyonu

Çevrim zamanı, zaman, pick/grip zamanı, geri çekilme ve pozisyon yerleşmek.For sorting applications, pick-and-place hareketi genellikle çok aşamalı bir hız profili kullanarak bir triangstop teknolojisini takip eder.Sıklama süresine kadar en yüksek kuvvetle hızlanır, daha sonra da hız kontrolleri kullanarak.Cushioning at endof-stroke is essential - ayarlanabilir yastıklar veya şok emiciler genellikle yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Bitirme ve Piping

Compact sistemi düzeni tüpün uzunluğu ve uygun sayıları azaltır.Hazırtıcılara yakın bir modüler kapak terminali kullanın - bu uzun tüpleri ve birden fazla bireysel valfleri ortadan kaldırır. multi-kücut pick-and-place (X, Y, Z), her eksen kendi valf bankasına sahip olmalıdır. her bir eksen keskin viraj ve yüksek çözünürlükte montaj kısıtlamalarına sahiptir; en aza indirmek için metal salıverme halkaları ile en aza indirmek için.

Hız ve Hassasiyet için Gelişmiş Teknikler

Demerkezli Valve Teknolojisi

Geleneksel sistemler, her hareketçiye uzun tüplerle merkezileştirilmiş bir valfe sahiptir.Mermerkezli valfler - küçük parolümler doğrudan hareket eden veya yakın zamanda, hava sadece birkaç santimetreye kadar uzanır. Bu yaklaşım genellikle IO-Link veya alanbusları merkezi bir PLC ile kontrol edilir, örneğin Festo'un VTUB veya SMC'nin EX260 serisine kadar sürebilir.

Pick-and-Place için Vakum Nesil

Birçok tür görev, demir olmayan eşyaları veya hassas ürünleri kaldırmayı gerektirir. Vakum sıkıştırmaları Venturi ejectors veya elektrikli vakum pompası kullanarak hızlı bir şekilde toplanıp serbest bırakma sağlar. Yüksek hız için, çok aşamalı ejektörleri hızlı bir şekilde (0.05-0.1 saniye) ve hızlı bir şekilde entegre edilmiş sertleştiriciler kritik bir şekilde serbest bırakmaktır.

Enerji Verimliliği ve Yük Azaltımı

Yüksek hızlı pnömatik sistemler, sıkıştırılmış hava hacimlerini tüketebilir. Enerji tasarrufu önlemleri şunları içerir:

  • [FONT:0)Basında azalma:[Dönetici:[Dönetici:0)[0)[0]Basında kullanılan en düşük basınç kullanın - her 1 bar azaltım enerji tüketimini yaklaşık% 7 azaltır.
  • [FONT:0)Flow kontrolü: [Dönetici:0) Hava olmadan hız düzenleme için ölçümler yükleme.
  • [FONT:0)Rejeneratif devreler: [Döneticiler için, ileri limana bazı havayı yeniden kurmak için (hava-over-air) – hızlı bisiklet sırasında 30-50% azaltır.
  • [FONT:0]Işık ağırlık bileşenleri: [Döntgenlik: [Dönetici: 0:0) Karbon-fiber kavrama çeneleri, alüminyum silindir vücutları ve polimer borulama daha düşük hareketli kütle, hareketleyici güç gereksinimleri ve hava tüketimi azaltma.

Hassasiyet Pozisyonu

Geleneksel pnömatiklar açık-loop - sabit mekanik duraklarda dururlar. - sorting, hassas konumlandırma genellikle gerekli değildir (sadece bir hedef bölgesinde depozito). Ancak, hareketli bir konveyörden veya ±0.2 mm'nin tekrarlanabilirliği gerektiğinde, Çözümleri içerir:

  • [FONT:0) Pozisyon sensörleri ile Proportional valfleri – kapalı-loop pnömatik servolar alt ölçülerle bir pozisyon tutabilir, ancak daha düşük hızlarda.
  • [FONT:0)Mechanical latching cihazlar) - Hareketçiyi kesin bir mekanik durakta kilitleyen veya fren mekanizmaları.
  • [FONT:0) İntegrated rehberler ve taşımalar[Dönetici:0) – oyun azaltıp tekrarlanabilirliği artırmak.
  • [FONT:0)Vision entegrasyonu[[Dönetici: 1) – kamera bir gantry pick-and-place, pnömatik Z-kütürel yüksek varyasyonlar için telafi eder.

Ortak Zorluklar ve Pratik Çözümler

Hava Değerleri ve Baskı Durağı

Birden fazla eylemci döngüsü aynı anda, anlık hava talebi kompresör kapasitesi aşabilir, basınç dipleri sağlar. Çözümleri: Top talep için kompresör ve alıcı tankının büyüklüğü (en yüksek çevrimler için 10 galonluk kapasiteye göre 10 galonları). Hızlı çevrimler için yerel cumulatör kullanın.

Heat Generation ve Condensation

Hızlı sıkıştırma ve ısı havası ve nez soğuk bölümlerde kontenja edilebilir. Bu, aşınma ve valf takmaya yol açar. Mitigations: kompresörler üzerinde soğutmalar, düşük noktalarda kuru temizlemeler ve çevre sıcaklık kontrolü sağlar.

Gürültü ve Titreşim

Hızlı hareket eden hareketçiler ve sık sık sık sık yüksek frekanslı gürültü (80-100 dB) her egzoz veya sinterlenmiş plastik) her egzoz limanında esnek parçaları kullanın. Titreşim iletimleri azaltmak için esnek parçaları kullanın.

Bakım Talepleri

Yüksek döngüler mühürler, valfler ve küvetleme ile ilgili olarak hızla yıpranır.Depresif bakım: döngü sayıları, basınç düşüşü eğilimleri ve valfli ısı. Her 6 ayda veya 10 milyon döngüden sonra filtrelerinizi değiştirin.Susta ortaklarının frekansını azaltmak için önceden ayarlanan silindirleri kullanın - 6 barda 2 mm delik ikinci başına 10 litreden fazla kaybolabilir.

Kontrol Sistemleri ve Entegrasyon

programlanabilir Mantık kontrolörleri (PLC)

Hızlı tarama süresi ile modern bir PLC (≤ 1 ms) ve yüksek hızlı say girişler için gereklidir.Çok hızlı bir şekilde (100 picks / dakika), özellikle de Sequential Function Chart (SFC) ile ilgili olarak, uzaktan kumandanlar, fotoğraf çekleri ve şifreleyiciler için girişler için gereklidir.

Camlar ve Vizyon ile senkronizasyon

Birçok çeşit sistemde, parçalar bir konveyöre varır. pnömatik pick-ve-place gerçek zamanlı hareket bölümünü takip etmelidir.

  • Yüksek çözünürlüklü konveyör üzerinde encoder.
  • PLC tabanlı veya özel izleme algoritması.
  • Hızlı optole valfleri zaman dinamik olarak ayarlandığında.
  • Vizyon sistemi, parçaları tespit etmek ve bulmak (GigE veya USB4 kameraları kullanmak) Görüntü işleme süresi, devam etmek için <20 m olmalıdır.

Bazı tasarımları, Y-kırıkın konveyör senkronizasyonu ve yerleri yanında hareket ettiği “gantry” stilini kullanıyor - tüm psişik kontrol altında pnömatik eksenler.

Gerçek dünya Uygulaması: Yüksek Hızlı Parcel Sorting

Bir dağıtım merkezi, saatte 10.000 parselle çalışır. Her parcel 0,5-10 kg ağırlığındadır ve 2 m /s. A gantry pick-and-place with two pnömatik X-axis (rodless silindirler, 1.5 m), bir Y-simetri (kırıklamalı silindir, 0,5 m), ve Z-silikli bir kavrama süresi hedef: 0.36 saniye (360 m)

  • Festo DGC32 rodless silindir (X-axis) magnetostriksörlü sensörle pozisyon geri bildirim ile.
  • Poppet valfleri (Festo VUVG veya SMC SYJ) 4 ms yanıt ile merkezi olmayan merkezileştirilmiş.
  • Vakum 5 aşamalı ejektör (Cv 0.8) ve 30 mm silikon bardağı ile ısınır.
  • 0.8 ms tarama ile, EtherCAT to valf terminali.
  • Festo'nun yumuşak Dur modülünü kullanarak tahmin edilebilir bir yastık.

Sonuç: Önde tamamlanmış seçicilerin% 95'i hedef zaman içinde tamamlandı; enerji tüketimi önceki merkezi sistemden% 30 daha düşük.

Sonuç ve Future Trendleri

Yüksek hızlı sıralama ve seçim için pnömatik sistemler tasarlamak, bütünleşik bir yaklaşım gerektirir: Hızlı yanıt ve düşük kütle ile bileşenleri seçmek, hava dağıtım ve baskıyı optimize etmek, gelişmiş kontrol ve merkezi olmayan valfler ve bakım ihtiyaçlarını tahmin etmek. doğru yapıldığında, pnömatik otomasyon olağanüstü hız, güvenilirlik ve maliyet-enerji eylemleri için uygun maliyetlidir.