Профили за пневматични цилиндри

Поддържането на процеса на сглобяване прост винаги е интелигентен начин да направите всеки продукт. Един от най-лесните начини за постигане на линейно или въртеливо движение по време на сглобяването е използването на пневматични задвижващи механизми.
Кери Уебстър, мениджър инженерни решения на PHD Inc., посочи: „В сравнение с електрическите и хидравличните задвижващи механизми, лесният монтаж и по-ниската цена са двете основни предимства на пневматичните задвижващи механизми.“Линии, свързани с аксесоари.
PHD продава пневматични задвижващи механизми от 62 години и най-голямата му клиентска база са производителите на автомобили. Други клиенти идват от индустрията за бяла техника, медицината, полупроводниците, опаковките и хранително-вкусовата промишленост.
Според Webster, приблизително 25% от пневматичните задвижващи механизми, произведени от PHD, са направени по поръчка. Преди четири години компанията създаде персонализиран задвижващ механизъм, който може да се използва като пневматична глава с фиксирана стъпка за производителите на медицински машини за сглобяване.
„Функцията на тази глава е бързо и точно да избира и поставя множество части и след това да ги поставя в контейнер за транспортиране“, обясни Уебстър. „Поемащата глава е монтирана на основата на машината за производство на части.Може да променя разстоянието между частите от 10 мм до 30 мм, в зависимост от размера на частта.“
Преместването на обекти от точка на точка със силна сила е една от особеностите на пневматичните задвижващи механизми, поради което те все още са първият избор за движение на машини по монтажни линии почти век след появата им. Пневматичните задвижващи механизми са известни също със своята издръжливост, цена -ефективност и толерантност към претоварване. Сега най-новата сензорна технология позволява на инженерите да оптимизират работата на задвижването и да го интегрират във всяка платформа за индустриален интернет на нещата (IIoT).
През първата половина на 20-ти век пневматичните задвижващи механизми, използвани в производството, се основават на еднодействащи цилиндри, които генерират линейна сила. Когато налягането от едната страна се увеличава, цилиндърът се движи по оста на буталото, генерирайки линейна сила. еластичността се осигурява от другата страна на буталото, буталото се връща в първоначалното си положение.
Kurt Stoll, съосновател на Festo AG & Co., разработи първата серия цилиндри в Европа, еднодействащ тип AH, в сътрудничество с инженери на служители през 1955 г. Според продуктовия мениджър Michael Guelker, тези цилиндри са въведени в пазар през следващата година. Пневматични задвижващи механизми от Festo Corp. и Fabco-Air.
Скоро след това бяха пуснати непоправими цилиндри с малък отвор и пневматични задвижващи механизми тип "палачинка", както и такива, които генерират сила на въртене. Преди да основе Bimba Manufacturing през 1957 г., Чарли Бимба създава първия непоправим цилиндър в своя гараж в Мони, Илинойс. Този цилиндър, сега наречен непоправим цилиндър Original Line, стана и остава водещият продукт на Bimba.
„По онова време единственият пневматичен актуатор на пазара беше малко тромав и сравнително скъп“, каза Сара Мануел, продуктов мениджър на пневматични актуатори на Bimba. „Irrepairable има универсално кръгло тяло, което е по-евтино, има същия живот и не изисква поддръжка.Първоначално животът на тези задвижващи механизми е бил 1400 мили.Когато ги модифицирахме през 2012 г., животът им на износване се удвои до 3000 мили.“
PHD представи цилиндровия задвижващ механизъм с малък отвор Tom Thumb през 1957 г. Днес, както и по онова време, задвижващият механизъм използва стандартни цилиндри на NFPA, които са налични и взаимозаменяеми от множество доставчици на оборудване. Той също така съдържа структура на свързващ прът, която позволява огъване. Текущият на PHD цилиндричните продукти с малък диаметър имат висока производителност в повечето приложения и могат да бъдат оборудвани с двойни пръти, високотемпературни уплътнения и сензори за край на хода.
Задвижващият механизъм Pancake е проектиран от Алфред У. Шмид (основателят на Fabco-Air) в края на 50-те години на миналия век, за да отговори на търсенето на тънки и компактни цилиндри с къс ход, подходящи за тесни пространства. Тези цилиндри имат структура на бутален прът, която работи в еднодействащ или двойнодействащ начин.
Последният използва сгъстен въздух, за да задвижи хода на удължаване и хода на прибиране, за да движи пръта напред и назад. Това разположение прави двойнодействащия цилиндър много подходящ за натоварвания на натиск и теглене. Общите приложения включват сглобяване, огъване, затягане, подаване, формоване , повдигане, позициониране, пресоване, обработка, щамповане, разклащане и сортиране.
Кръглият задвижващ механизъм от серията M на Emerson използва бутален прът от неръждаема стомана, а търкалящите се резби в двата края на буталния прът гарантират, че връзката на буталния прът е издръжлива. Задвижващият механизъм е рентабилен за работа, предлага разнообразие от опции за монтаж и използва смеси на маслена основа за предварително смазване за постигане на широк диапазон от характеристики без поддръжка.
Размерът на порите варира от 0,3125 инча до 3 инча. Максималното номинално въздушно налягане на задвижващия механизъм е 250 psi. Според Джош Адкинс, продуктов експерт за задвижващи механизми за машинна автоматизация на Emerson, обичайните приложения включват затягане и прехвърляне на материали от една монтажна линия на друга.
Ротационните задвижващи механизми се предлагат във версии с единична или двойна зъбна рейка и зъбно колело, лопатки и спираловидни шлици. Тези задвижващи механизми надеждно изпълняват различни функции като подаване и ориентиране на части, работещи улеи или маршрутизиране на палети върху транспортни ленти.
Въртенето на зъбна рейка и зъбно колело преобразува линейното движение на цилиндъра във въртеливо движение и се препоръчва за прецизни и тежки приложения. Рейка е набор от зъби на цилиндрично зъбно колело, свързани с буталото на цилиндъра. Когато буталото се движи, рейката се избутва линейно , а рейката се зацепва със зъбите на кръглото зъбно колело на пиньона, принуждавайки го да се върти.
Задвижващият механизъм на острието използва прост въздушен двигател за задвижване на острието, свързано с въртящия се задвижващ вал. Когато се приложи значително налягане върху камерата, то се разширява и премества острието през дъга до 280 градуса, докато срещне фиксирана преграда. Обратно въртене чрез обръщане на налягането на въздуха на входа и изхода.
Спираловидното (или плъзгащо се) шлицово въртящо се тяло се състои от цилиндрична обвивка, вал и бутална втулка. Подобно на трансмисията с зъбна рейка и зъбно колело, спиралната трансмисия разчита на концепцията за работа на шлицова предавка, за да преобразува линейното движение на буталото във въртене на вала.
Други типове задвижващи механизми включват направлявани, изходни, многопозиционни, безпръстови, комбинирани и професионални. Характеристиката на направлявания пневматичен задвижващ механизъм е, че направляващият прът е монтиран върху плочата на игото, успоредно на буталния прът.
Тези водещи пръти намаляват огъването на пръта, огъването на буталото и неравномерното износване на уплътнението. Те също така осигуряват стабилност и предотвратяват въртенето, като същевременно издържат на големи странични натоварвания. Моделите могат да бъдат със стандартни размери или компактни, но най-общо казано, те са задвижващи механизми за тежък режим, които осигуряват повторяемост.
Франко Стефан, маркетинг директор на Emerson Machine Automation, каза: „Производителите искат управлявани задвижващи механизми за различни приложения, които изискват здравина и прецизност.“Често срещан пример е насочването на буталото на задвижващия механизъм да се движи точно напред-назад върху плъзгаща се маса. Направляваните задвижващи механизми също така намаляват необходимостта от външни водачи в машината.“
Миналата година Festo представи серията DGST от миниатюрни пневматични плъзгачи с двойни направляващи цилиндри. Тези плъзгащи релси са едни от най-компактните плъзгащи релси на пазара и са предназначени за прецизно боравене, пресоване, избиране и поставяне, електроника и светлина приложения за сглобяване. Има седем модела, от които да избирате, с полезен товар до 15 паунда и дължина на хода до 8 инча. Задвижването с две бутала без нужда от поддръжка и водачът на рециркулиращите сачмени лагери с голям капацитет могат да осигурят от 34 до 589 нютона мощност при налягане от 6 бара. Същият стандарт е буферът и сензорите за близост, те няма да надхвърлят отпечатъка на плъзгача.
Пневматичните задвижващи механизми са идеални за отделяне и освобождаване на отделни части от бункери, конвейери, вибриращи захранващи купи, релси и магазини. Уебстър каза, че механизмът има конфигурации с един и два лоста и са проектирани да издържат на големи странични натоварвания, които са често срещани в такива приложения. Някои модели са оборудвани с превключватели за лесно свързване с различни електронни устройства за управление.
Guelker посочи, че има два вида пневматични многопозиционни задвижващи механизми, като и двата са тежки. Първият тип се състои от два независими, но свързани цилиндъра с бутални пръти, простиращи се в противоположни посоки и спиращи на до четири позиции.
Другият тип се характеризира с 2 до 5 многостепенни цилиндъра, свързани последователно и с различна дължина на хода. Вижда се само един бутален прът, който се движи в една посока към различни позиции.
Линейните задвижващи механизми без прът са пневматични задвижващи механизми, при които мощността се предава на буталото чрез напречна връзка. Тази връзка е или механично свързана през жлеб в профилния цилиндър, или магнитно свързана чрез затворен профилен цилиндър. Някои модели могат дори да използват зъбна рейка и зъбно колело системи или съоръжения за предаване на мощност.
Едно предимство на тези задвижващи механизми е, че изискват много по-малко пространство за монтаж от подобни цилиндри с бутални пръти. Друго предимство е, че задвижващият механизъм може да насочва и поддържа товара по цялата дължина на хода на цилиндъра, което го прави интелигентен избор за приложения с по-дълъг ход.
Комбинираният задвижващ механизъм осигурява линейно движение и ограничено въртене и включва приспособления и приспособления. Затягащият цилиндър директно затяга детайла чрез пневматичния затягащ елемент или автоматично и многократно чрез механизма за движение.
В неактивно състояние затягащият елемент се издига и излиза от работната зона. След като новият детайл е позициониран, той се херметизира и се съединява отново. С помощта на кинематика може да се постигне много висока сила на задържане с ниска консумация на енергия.
Пневматичните скоби затягат, позиционират и движат части в паралелно или ъглово движение. Инженерите често ги комбинират с някои други пневматични или електронни компоненти, за да изградят система за избор и поставяне. От дълго време компаниите за полупроводници са използвали малки пневматични приспособления за работа с прецизни транзистори и микрочипове, докато производителите на автомобили са използвали мощни големи приспособления за задвижване на цели автомобилни двигатели.
Деветте приспособления от серията Pneu-Connect на PHD са директно свързани към портовете за инструменти на колаборативния робот Universal Robots. Всички модели имат вграден пневматичен управляващ клапан за отваряне и затваряне на приспособлението. Софтуерът URCap осигурява интуитивна и проста настройка на приспособлението.
Компанията предлага и комплекта Pneu-ConnectX2, който може да свърже две пневматични скоби, за да увеличи гъвкавостта на приложението. Тези комплекти включват два GRH захвата (с аналогови сензори, които осигуряват обратна връзка за позицията на челюстта), два GRT захвата или един GRT захват и един GRH захват. Всеки комплект включва функционалност Freedrive, която може да бъде свързана към колаборативен робот за лесно позициониране и програмиране.
Когато стандартните цилиндри не могат да изпълняват една или повече задачи за конкретно приложение, крайните потребители трябва да обмислят използването на специални цилиндри, като спирач на товара и синусоида. Цилиндърът за спиране на товара обикновено е оборудван с хидравличен промишлен амортисьор, който се използва за спиране на предавания натоварват меко и без отскок. Тези цилиндри са подходящи за вертикален и хоризонтален монтаж.
В сравнение с традиционните пневматични цилиндри, синусоидалните цилиндри могат по-добре да контролират скоростта, ускорението и забавянето на цилиндрите за транспортиране на прецизни обекти. Този контрол се дължи на двата канала на всяко буферно копие, което води до по-плавно първоначално ускорение или забавяне и плавен преход към работа на пълна скорост.
Производителите все повече използват позиционни превключватели и сензори за по-точно наблюдение на работата на задвижващия механизъм. Чрез инсталиране на позиционен превключвател системата за управление може да бъде конфигурирана да задейства предупреждение, когато цилиндърът не достигне програмираното разтегнато или прибрано положение, както се очаква.
Могат да се използват допълнителни превключватели, за да се определи кога задвижващият механизъм достигне междинната позиция и номиналното време за изпълнение на всяко движение. Тази информация може да информира оператора за предстояща повреда, преди да настъпи пълна повреда.
Сензорът за позиция потвърждава, че позицията на първата стъпка на действие е завършена и след това влиза във втората стъпка. Това гарантира непрекъсната функционалност, дори ако производителността и скоростта на оборудването се променят с времето.
„Ние предоставяме сензорни функции на задвижващи механизми, за да помогнем на компаниите да внедрят IIoT в техните фабрики“, каза Адкинс. „Крайните потребители вече имат достъп до критични данни, за да наблюдават по-добре задвижващия механизъм и да оптимизират неговото представяне.Тези данни варират от скорост и ускорение до точност на позицията, време на цикъл и общо изминато разстояние.Последното помага на компанията да определи по-добре оставащия живот на уплътнението на задвижващия механизъм.“
Магнитните сензори за близост ST4 и ST6 на Emerson могат лесно да бъдат интегрирани в различни пневматични задвижващи механизми. Компактният дизайн на сензора позволява да се използва в тесни пространства и вградени инсталации. Здравият корпус е стандартен, със светодиоди за индикация на изходното състояние.
Технологичната платформа IntelliSense на Bimba съчетава сензори, цилиндри и софтуер, за да предостави данни за производителността в реално време за стандартното си пневматично оборудване. Тези данни позволяват внимателно наблюдение на отделните компоненти и предоставят на потребителите прозрението, от което се нуждаят, за да преминат от спешни ремонти към проактивни надстройки.
Джереми Кинг, продуктов мениджър на Bimba сензорна технология, каза, че интелигентността на платформата се крие в интерфейсния модул за дистанционен сензор (SIM), който може лесно да бъде свързан към цилиндъра чрез пневматични аксесоари. SIM използва сензорни двойки за изпращане на данни (включително цилиндър условия, време за пътуване, край на пътуването, налягане и температура) към PLC за ранно предупреждение и контрол. В същото време SIM изпраща информация в реално време до компютъра или шлюза за данни IntelliSense. Последният позволява на мениджърите отдалечен достъп до данни за анализ.
Guelker каза, че платформата VTEM на Festo може да помогне на крайните потребители да внедрят системи, базирани на IIoT. Модулната и преконфигурируема платформа е предназначена за компании, които произвеждат малки партиди и продукти с кратък жизнен цикъл. Тя също така осигурява високо използване на машината, енергийна ефективност и гъвкавост.
Цифровите вентили в платформата променят функциите си въз основа на различни комбинации от приложения за движение, които могат да се изтеглят. Други компоненти включват интегрирани процесори, Ethernet комуникации, електрически входове за бърз контрол на специфични аналогови и цифрови приложения и интегрирани сензори за налягане и температура за анализ на данни.
Джим е старши редактор в ASSEMBLY и има повече от 30 години опит в редактирането. Преди да се присъедини към ASSEMBLY, Камило беше редактор на PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal и Milling Journal. Джим има диплома по английски език от университета DePaul.
Спонсорираното съдържание е специална платена част, в която компаниите от индустрията предоставят висококачествено, обективно некомерсиално съдържание по теми, които представляват интерес за публиката на ASSEMBLY. Цялото спонсорирано съдържание се предоставя от рекламни компании. Интересувате ли се да участвате в нашия раздел за спонсорирано съдържание? Моля, свържете се с вашия местен представител.
В този уебинар ще научите за технологията за съвместна роботика, която позволява автоматично разпределение по ефективен, безопасен и повторяем начин.
Въз основа на успешната серия Automation 101, тази лекция ще изследва „как“ и „причината“ за производството от гледна точка на днешните лица, вземащи решения, които оценяват роботиката и производството в своя бизнес.