Uproszczenie procesu montażu to zawsze sprytny sposób na wykonanie dowolnego produktu. Jednym z najłatwiejszych sposobów uzyskania ruchu liniowego lub obrotowego podczas montażu jest użycie siłowników pneumatycznych.
Carey Webster, Engineering Solutions Manager w firmie PHD Inc., zauważył: „W porównaniu z siłownikami elektrycznymi i hydraulicznymi prosta instalacja i niższy koszt to dwie główne zalety siłowników pneumatycznych”.Linie podłączone do akcesoriów.”
PHD sprzedaje siłowniki pneumatyczne od 62 lat, a jej największą bazą klientów są producenci samochodów. Pozostali klienci pochodzą z branży AGD, medycznej, półprzewodników, opakowań oraz żywności i napojów.
Według Webstera około 25% siłowników pneumatycznych produkowanych przez PHD jest wykonywanych na zamówienie. Cztery lata temu firma stworzyła niestandardowy siłownik, który może być używany jako pneumatyczna głowica podnosząca o stałym skoku dla producentów medycznych maszyn montażowych.
„Funkcją tej głowicy jest szybkie i dokładne wybieranie i umieszczanie wielu części, a następnie umieszczanie ich w pojemniku do transportu” — wyjaśnił Webster. „Głowica pobierająca jest zamontowana na podstawie maszyny do produkcji części.Może zmieniać odstępy między częściami od 10 mm do 30 mm, w zależności od rozmiaru części”.
Przenoszenie obiektów z punktu do punktu z dużą siłą jest jedną ze specjalności siłowników pneumatycznych, dlatego nadal są one pierwszym wyborem do przemieszczania maszyn na liniach montażowych prawie sto lat po ich pojawieniu się. Siłowniki pneumatyczne są również znane ze swojej trwałości, kosztów -skuteczność i tolerancja na przeciążenia.Obecnie najnowsza technologia wykrywania umożliwia inżynierom optymalizację działania siłownika i integrację go z dowolną platformą Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT).
W pierwszej połowie XX wieku siłowniki pneumatyczne stosowane w produkcji opierały się na cylindrach jednostronnego działania, które generowały siłę liniową. Wraz ze wzrostem ciśnienia z jednej strony cylinder porusza się wzdłuż osi tłoka, wytwarzając siłę liniową. sprężystość jest zapewniona na drugą stronę tłoka, tłok powraca do swojego pierwotnego położenia.
Kurt Stoll, współzałożyciel Festo AG & Co., opracował pierwszą w Europie serię siłowników jednostronnego działania typu AH we współpracy z inżynierami-pracownikami w 1955 roku. Według kierownika produktu Michaela Guelkera, siłowniki te zostały wprowadzone do na rynek w następnym roku. Siłowniki pneumatyczne Festo Corp. i Fabco-Air.
Wkrótce potem wprowadzono na rynek nienaprawialne cylindry o małej średnicy i pneumatyczne siłowniki naleśnikowe, a także te, które generują siłę obrotową. Przed założeniem Bimba Manufacturing w 1957 roku Charlie Bimba stworzył pierwszy nienaprawialny cylinder w swoim garażu w Moni w stanie Illinois. Ten cylinder, obecnie zwany nienaprawialnym cylindrem Original Line, stał się i pozostaje sztandarowym produktem firmy Bimba.
„W tamtym czasie jedyny siłownik pneumatyczny dostępny na rynku był nieco nieporęczny i stosunkowo drogi” — powiedziała Sarah Manuel, kierownik produktu w firmie Bimba ds. siłowników pneumatycznych. nie wymagają konserwacji.Początkowo żywotność tych siłowników wynosiła 1400 mil.Kiedy zmodyfikowaliśmy je w 2012 roku, ich żywotność wzrosła ponad dwukrotnie do 3000 mil”.
Firma PHD wprowadziła siłownik cylindryczny Tom Thumb o małej średnicy w 1957 r. Obecnie, podobnie jak w tamtym czasie, siłownik wykorzystuje standardowe cylindry NFPA, które są dostępne i wymienne od wielu dostawców sprzętu. Zawiera również konstrukcję drążka kierowniczego, która umożliwia zginanie. Cylindry o małej średnicy mają wysoką wydajność w większości zastosowań i mogą być wyposażone w podwójne tłoczyska, uszczelnienia odporne na wysokie temperatury i czujniki końca skoku.
Siłownik Pancake został zaprojektowany przez Alfreda W. Schmidta (założyciela firmy Fabco-Air) pod koniec lat 50. XX wieku w celu zaspokojenia zapotrzebowania na cylindry o krótkim skoku, cienkie i kompaktowe, odpowiednie do ciasnych przestrzeni. Cylindry te mają konstrukcję tłoczyska, która działa w sposób jednostronnego lub dwustronnego działania.
Ten ostatni wykorzystuje sprężone powietrze do napędzania suwu wysuwania i suwu cofania w celu przesuwania pręta w przód iw tył. Takie ustawienie sprawia, że siłownik dwustronnego działania doskonale nadaje się do pchania i ciągnięcia obciążeń. Typowe zastosowania obejmują montaż, gięcie, zaciskanie, podawanie, formowanie , podnoszenie, pozycjonowanie, prasowanie, przetwarzanie, tłoczenie, wstrząsanie i sortowanie.
Okrągły siłownik serii M firmy Emerson wykorzystuje tłoczysko ze stali nierdzewnej, a gwinty toczne na obu końcach tłoczyska zapewniają trwałość połączenia tłoczyska. Siłownik jest ekonomiczny w eksploatacji, oferuje różnorodne opcje montażu i wykorzystuje mieszanki na bazie oleju do wstępnego smarowania w celu uzyskania szerokiego zakresu bezobsługowych osiągów.
Rozmiar porów mieści się w zakresie od 0,3125 cala do 3 cali. Maksymalne znamionowe ciśnienie powietrza siłownika wynosi 250 psi. Według Josha Adkinsa, eksperta produktowego w firmie Emerson Machine Automation Actuators, typowe zastosowania obejmują zaciskanie i przenoszenie materiałów z jednej linii montażowej na drugą.
Siłowniki obrotowe są dostępne w wersjach z pojedynczą lub podwójną zębatką, łopatką i spiralnym wielowypustem. Siłowniki te niezawodnie wykonują różne funkcje, takie jak podawanie i orientowanie części, obsługa zsypów lub trasowanie palet na przenośnikach taśmowych.
Obrót zębatki i zębnika przekształca ruch liniowy cylindra w ruch obrotowy i jest zalecany do precyzyjnych i ciężkich zastosowań. Zębatka to zestaw zębów koła zębatego czołowego połączonych z tłokiem cylindra. Gdy tłok się porusza, zębatka jest popychana liniowo , a zębatka zazębia się z okrągłymi zębami koła zębatego, zmuszając go do obracania się.
Siłownik ostrza wykorzystuje prosty silnik pneumatyczny do napędzania ostrza połączonego z obracającym się wałem napędowym. Gdy do komory zostanie przyłożony znaczny nacisk, komora rozszerza się i przesuwa ostrze po łuku do 280 stopni, aż napotka stałą barierę. Odwrotny obrót poprzez odwrócenie ciśnienia powietrza na wlocie i wylocie.
Spiralny (lub ślizgowy) obrotowy korpus wielowypustowy składa się z cylindrycznej osłony, wału i tulei tłoka. Podobnie jak przekładnia zębatkowa, przekładnia spiralna opiera się na koncepcji działania przekładni wielowypustowej w celu przekształcenia liniowego ruchu tłoka w obrót wału.
Inne typy siłowników obejmują siłowniki prowadzone, wychwytowe, wielopozycyjne, beztłoczyskowe, kombinowane i profesjonalne. Cechą siłowników pneumatycznych z prowadzeniem jest to, że drążek prowadzący jest montowany na płycie jarzma, równolegle do tłoczyska.
Te pręty prowadzące zmniejszają wyginanie prętów, wyginanie tłoków i nierównomierne zużycie uszczelek. Zapewniają również stabilność i zapobiegają obracaniu się, jednocześnie wytrzymując duże obciążenia boczne. Modele mogą mieć standardowe rozmiary lub kompaktowe, ale ogólnie rzecz biorąc, są to siłowniki do dużych obciążeń, które zapewniają powtarzalność.
Franco Stephan, dyrektor marketingu Emerson Machine Automation, powiedział: „Producenci chcą siłowników z prowadnicami do różnych zastosowań, które wymagają solidności i precyzji”.Typowym przykładem jest prowadzenie tłoka siłownika w celu dokładnego poruszania się tam iz powrotem na stole przesuwnym. Prowadzone siłowniki zmniejszają również potrzebę stosowania zewnętrznych prowadnic w maszynie”.
W zeszłym roku Festo wprowadziło serię miniaturowych prowadnic pneumatycznych DGST z cylindrami z podwójną prowadnicą. Te szyny ślizgowe są jednymi z najbardziej kompaktowych szyn ślizgowych na rynku i są przeznaczone do precyzyjnej obsługi, wciskania, podnoszenia i umieszczania oraz elektroniki i oświetlenia do zastosowań montażowych. Do wyboru jest siedem modeli o ładowności do 15 funtów i długości skoku do 8 cali. Bezobsługowy napęd dwutłokowy i prowadnica z recyrkulacją kulek o dużej pojemności mogą zapewnić moc od 34 do 589 niutonów przy ciśnienie 6 bar. Taki sam standard mają bufory i czujniki zbliżeniowe, nie przekroczą one gabarytów zamka.
Pneumatyczne siłowniki wychwytowe są idealne do oddzielania i zwalniania poszczególnych części z koszy samowyładowczych, przenośników, wibrujących podajników, szyn i magazynków. powszechne w takich zastosowaniach. Niektóre modele są wyposażone w przełączniki ułatwiające połączenie z różnymi elektronicznymi urządzeniami sterującymi.
Guelker zwrócił uwagę, że dostępne są dwa typy pneumatycznych siłowników wielopozycyjnych i oba są wytrzymałe. Pierwszy typ składa się z dwóch niezależnych, ale połączonych cylindrów z tłoczyskami rozciągającymi się w przeciwnych kierunkach i zatrzymującymi się w maksymalnie czterech pozycjach.
Drugi typ charakteryzuje się od 2 do 5 połączonych szeregowo cylindrów wielostopniowych o różnych długościach skoku. Widoczne jest tylko jedno tłoczysko, które porusza się w jednym kierunku do różnych pozycji.
Beztłoczyskowe siłowniki liniowe to siłowniki pneumatyczne, w których moc przekazywana jest do tłoka poprzez połączenie poprzeczne. Połączenie to jest połączone mechanicznie przez rowek w tulei profilowej lub magnetycznie przez tuleję o zamkniętym profilu. Niektóre modele mogą nawet wykorzystywać zębatkę i zębnik systemy lub przekładnie do przenoszenia mocy.
Jedną z zalet tych siłowników jest to, że wymagają znacznie mniej miejsca na instalację niż podobne siłowniki z tłoczyskiem. Kolejną korzyścią jest to, że siłownik może prowadzić i podtrzymywać obciążenie na całej długości skoku siłownika, co czyni go dobrym wyborem do zastosowań o dłuższym skoku.
Połączony siłownik zapewnia ruch liniowy i ograniczony obrót oraz obejmuje uchwyty i uchwyty. Cylinder zaciskowy bezpośrednio zaciska przedmiot obrabiany przez pneumatyczny element mocujący lub automatycznie i wielokrotnie przez mechanizm ruchu.
W stanie nieaktywnym element mocujący unosi się i wychyla z obszaru roboczego. Po ustawieniu nowego elementu obrabianego jest on poddawany działaniu ciśnienia i ponownie łączony. Dzięki kinematyce można osiągnąć bardzo dużą siłę mocowania przy niskim zużyciu energii.
Zaciski pneumatyczne zaciskają, pozycjonują i przesuwają części w ruchu równoległym lub kątowym. Inżynierowie często łączą je z innymi elementami pneumatycznymi lub elektronicznymi w celu zbudowania systemu typu „podnieś i umieść”. Przez długi czas producenci półprzewodników używali małych przyrządów pneumatycznych do obsługi precyzyjnych tranzystorów i mikroczipów, podczas gdy producenci samochodów używali potężnych, dużych przyrządów do poruszania całymi silnikami samochodowymi.
Dziewięć uchwytów z serii Pneu-Connect firmy PHD jest bezpośrednio podłączonych do portów narzędzi robota współpracującego Universal Robots. Wszystkie modele mają wbudowany pneumatyczny zawór sterujący do otwierania i zamykania uchwytu. Oprogramowanie URCap zapewnia intuicyjną i prostą konfigurację osprzętu.
Firma oferuje również zestaw Pneu-ConnectX2, który umożliwia podłączenie dwóch zacisków pneumatycznych w celu zwiększenia elastyczności zastosowania. Zestawy te obejmują dwa chwytaki GRH (z czujnikami analogowymi, które zapewniają informację zwrotną o położeniu szczęk), dwa chwytaki GRT lub jeden chwytak GRT i jeden chwytak GRH. Każdy zestaw zawiera funkcję Freedrive, którą można podłączyć do robota współpracującego w celu łatwego pozycjonowania i programowania.
Gdy standardowe siłowniki nie mogą wykonać jednego lub więcej zadań w określonym zastosowaniu, użytkownicy końcowi powinni rozważyć użycie specjalnych siłowników, takich jak ogranicznik obciążenia i sinusoida. Siłownik ogranicznika obciążenia jest zwykle wyposażony w hydrauliczny amortyzator przemysłowy, który służy do zatrzymania przenoszonego ładuj miękko i bez odbicia. Cylindry te nadają się do montażu pionowego i poziomego.
W porównaniu z tradycyjnymi cylindrami pneumatycznymi, cylindry sinusoidalne mogą lepiej kontrolować prędkość, przyspieszanie i zwalnianie cylindrów w celu transportu precyzyjnych przedmiotów. Kontrola ta jest spowodowana dwoma rowkami na każdej włóczni zderzaka, co skutkuje bardziej stopniowym początkowym przyspieszaniem lub zwalnianiem oraz płynne przejście do pracy z pełną prędkością.
Producenci coraz częściej używają przełączników pozycyjnych i czujników, aby dokładniej monitorować działanie siłownika. Instalując przełącznik pozycyjny, system sterowania można skonfigurować tak, aby uruchamiał ostrzeżenie, gdy siłownik nie osiągnie zaprogramowanej pozycji wysuniętej lub cofniętej zgodnie z oczekiwaniami.
Za pomocą dodatkowych przełączników można określić, kiedy siłownik osiągnie pozycję pośrednią oraz nominalny czas wykonania każdego ruchu. Informacja ta może poinformować operatora o zbliżającej się awarii, zanim nastąpi całkowita awaria.
Czujnik pozycji potwierdza, że pozycja pierwszego kroku działania została zakończona, a następnie przechodzi do drugiego kroku. Zapewnia to ciągłą funkcjonalność, nawet jeśli wydajność sprzętu i prędkość zmieniają się w czasie.
„Zapewniamy funkcje czujników na siłownikach, aby pomóc firmom wdrażać IIoT w ich fabrykach” — powiedział Adkins.Dane te obejmują prędkość i przyspieszenie, dokładność pozycji, czas cyklu i całkowity przebyty dystans.To ostatnie pomaga firmie lepiej określić pozostały okres eksploatacji uszczelnienia siłownika”.
Magnetyczne czujniki zbliżeniowe ST4 i ST6 firmy Emerson można łatwo zintegrować z różnymi siłownikami pneumatycznymi. Kompaktowa konstrukcja czujnika umożliwia stosowanie go w ciasnych przestrzeniach i instalacjach wbudowanych. Wytrzymała obudowa jest standardem, a diody LED wskazują stan wyjścia.
Platforma technologiczna IntelliSense firmy Bimba łączy czujniki, cylindry i oprogramowanie, aby dostarczać w czasie rzeczywistym dane dotyczące wydajności jej standardowego wyposażenia pneumatycznego. Dane te umożliwiają ścisłe monitorowanie poszczególnych komponentów i zapewniają użytkownikom wgląd potrzebny do przejścia od napraw awaryjnych do proaktywnych aktualizacji.
Jeremy King, kierownik produktu technologii wykrywania Bimba, powiedział, że inteligencja platformy leży w zdalnym module interfejsu czujnika (SIM), który można łatwo podłączyć do butli za pomocą akcesoriów pneumatycznych. SIM wykorzystuje pary czujników do wysyłania danych (w tym butli warunki, czas podróży, koniec podróży, ciśnienie i temperatura) do PLC w celu wczesnego ostrzegania i kontroli. Jednocześnie karta SIM wysyła informacje w czasie rzeczywistym do komputera PC lub bramki danych IntelliSense. Ta ostatnia umożliwia menedżerom zdalny dostęp do danych Do analizy.
Guelker powiedział, że platforma VTEM firmy Festo może pomóc użytkownikom końcowym we wdrażaniu systemów opartych na IIoT. Modułowa i rekonfigurowalna platforma jest przeznaczona dla firm produkujących małe partie i produkty o krótkim cyklu życia. Zapewnia również wysokie wykorzystanie maszyn, efektywność energetyczną i elastyczność.
Cyfrowe zawory platformy zmieniają funkcje w oparciu o różne kombinacje aplikacji ruchu do pobrania. Inne komponenty obejmują zintegrowane procesory, komunikację Ethernet, wejścia elektryczne do szybkiego sterowania określonymi aplikacjami analogowymi i cyfrowymi oraz zintegrowane czujniki ciśnienia i temperatury do analizy danych.
Jim jest starszym redaktorem w ASSEMBLY i ma ponad 30-letnie doświadczenie w redagowaniu. Przed dołączeniem do ASSEMBLY Camillo był redaktorem PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal i Milling Journal. Jim ukończył filologię angielską na Uniwersytecie DePaul.
Treści sponsorowane to specjalna płatna część, w której firmy branżowe dostarczają wysokiej jakości, obiektywne, niekomercyjne treści dotyczące tematów interesujących odbiorców ASSEMBLY.Wszystkie treści sponsorowane są dostarczane przez firmy reklamowe.Zainteresowany udziałem w naszej sekcji treści sponsorowanych?Proszę skontaktuj się z lokalnym przedstawicielem.
Podczas tego webinaru dowiesz się o technologii robotyki współpracującej, która umożliwia automatyczną alokację w wydajny, bezpieczny i powtarzalny sposób.
Na podstawie odnoszącej sukcesy serii Automation 101, wykład ten zbada „jak” i „powód” produkcji z perspektywy dzisiejszych decydentów oceniających robotykę i produkcję w ich biznesie.
Czas postu: 24-12-2021