Профілі для пневматичних циліндрів

Простий процес складання завжди є розумним способом виготовлення будь-якого продукту. Одним із найпростіших способів досягти лінійного або обертального руху під час складання є використання пневматичних приводів.
Кері Вебстер, менеджер з інженерних рішень PHD Inc., зазначив: «Порівняно з електричними та гідравлічними приводами проста установка та нижча вартість є двома головними перевагами пневматичних приводів».Лінії, підключені до аксесуарів».
PHD продає пневматичні приводи протягом 62 років, і найбільшою клієнтською базою є виробники автомобілів. Інші клієнти походять із промисловості білої техніки, медицини, напівпровідників, пакувальної та харчової промисловості та напоїв.
За даними Вебстера, приблизно 25% пневматичних приводів, вироблених PHD, виготовляються на замовлення. Чотири роки тому компанія створила спеціальний актуатор, який можна використовувати як пневматичну захватну головку з фіксованим кроком для виробників медичних монтажних машин.
«Функція цієї головки полягає в тому, щоб швидко й точно вибрати й розмістити кілька деталей, а потім помістити їх у контейнер для транспортування», — пояснив Вебстер.Він може змінювати відстань між деталями від 10 мм до 30 мм залежно від розміру деталі».
Переміщення об’єктів з точки в точку з великою силою є однією з особливостей пневматичних приводів, тому вони все ще є першим вибором для руху машин на складальних лініях майже через століття після їх появи. Пневматичні приводи також відомі своєю довговічністю, вартістю - ефективність і стійкість до перевантажень. Тепер найновіша технологія датчиків дозволяє інженерам оптимізувати продуктивність приводу та інтегрувати його в будь-яку платформу промислового Інтернету речей (IIoT).
У першій половині 20-го століття пневматичні приводи, які використовувалися у виробництві, базувалися на циліндрах односторонньої дії, які створювали лінійну силу. Коли тиск з одного боку збільшується, циліндр рухається вздовж осі поршня, створюючи лінійну силу. Коли пружність надається іншій стороні поршня, поршень повертається у вихідне положення.
Курт Штолл, співзасновник Festo AG & Co., розробив першу серію циліндрів в Європі, типу AH односторонньої дії, у співпраці з інженерами-працівниками в 1955 році. За словами менеджера з продукції Майкла Гелькера, ці циліндри були представлені в на ринок наступного року. Пневматичні приводи від Festo Corp. і Fabco-Air.
Невдовзі після цього були випущені непоправні циліндри малого діаметра та пневматичні приводи типу "млинець", а також ті, що генерують обертальну силу. Перш ніж заснувати компанію Bimba Manufacturing у 1957 році, Чарлі Бімба створив перший неремонтний циліндр у своєму гаражі в Моні, штат Іллінойс. Цей циліндр зараз під назвою непоправний циліндр Original Line став і залишається флагманським продуктом Bimba.
«У той час єдиний пневматичний привод на ринку був трохи громіздким і відносно дорогим, — сказала Сара Мануель, менеджер із виробництва пневматичних приводів Bimba. — Irrepairable має універсальний круглий корпус, який дешевший, має такий самий термін служби та не вимагають обслуговування.Спочатку термін зносу цих приводів становив 2400 миль.Коли ми модифікували їх у 2012 році, їхній термін зносу подвоївся до 3000 миль».
У 1957 році компанія PHD представила циліндровий привод малого діаметра Tom Thumb. Сьогодні, як і в той час, у приводі використовуються стандартні циліндри NFPA, які доступні та взаємозамінні від багатьох постачальників обладнання. Він також містить структуру тяги, яка дозволяє згинатися. Поточний час PHD циліндри з малим діаметром мають високу продуктивність у більшості застосувань і можуть бути оснащені подвійними штоками, високотемпературними ущільненнями та датчиками кінця ходу.
Привід Pancake був розроблений Альфредом В. Шмідтом (засновником Fabco-Air) наприкінці 1950-х років, щоб задовольнити попит на короткохідні, тонкі та компактні циліндри, придатні для обмеженого простору. Ці циліндри мають конструкцію штока поршня, яка працює в одинарної або подвійної дії.
Останній використовує стиснене повітря для живлення ходу висування та ходу втягування для переміщення стрижня вперед і назад. Таке розташування робить циліндр подвійної дії дуже придатним для штовхаючих і тягових навантажень. Загальні застосування включають складання, згинання, затискання, подачу, формування , підйом, позиціонування, пресування, обробка, штампування, струшування та сортування.
Круглий привід Emerson серії M використовує поршневий шток із нержавіючої сталі, а різьблення кочення на обох кінцях поршневого штоку гарантує довговічність з’єднання поршневого штока. Експлуатація приводу є економічною, пропонує різноманітні варіанти монтажу та використовує суміші на масляній основі для попереднього змащування для досягнення широкого діапазону характеристик без обслуговування.
Розмір пор коливається від 0,3125 дюйма до 3 дюймів. Максимальний номінальний тиск повітря в приводі становить 250 фунтів на кв.
Ротаційні приводи доступні у версіях з одинарною або подвійною зубчастою рейкою та шестірнею, лопатевими та спіральними шлицами. Ці приводи надійно виконують різноманітні функції, такі як подача та орієнтація частин, робочі жолоби чи маршрутизація піддонів на конвеєрних стрічках.
Обертання зубчатої рейки перетворює лінійний рух циліндра на обертальний рух і рекомендовано для точних і важких робіт. Рейка – це набір зубів прямозубої шестерні, з’єднаних із поршнем циліндра. Коли поршень рухається, зубчаста рейка штовхається лінійно. , а зубчаста рейка входить в зачеплення з зубцями круглої шестерні шестерні, змушуючи її обертатися.
Привід леза використовує простий пневматичний двигун для приводу леза, з’єднаного з обертовим приводним валом. Коли до камери прикладається значний тиск, вона розширюється та переміщує лезо по дузі до 280 градусів, доки не натрапить на фіксований бар’єр. Зворотне обертання змінюючи тиск повітря на вході та виході.
Спіральний (або розсувний) шліцьовий поворотний корпус складається з циліндричної оболонки, вала та поршневої втулки. Як і зубчаста передача, спіральна передача спирається на принцип роботи шліцьової передачі для перетворення лінійного руху поршня в обертання вала.
Інші типи приводів включають керований, спусковий, багатопозиційний, безштоковий, комбінований і професійний. Особливістю керованого пневматичного приводу є те, що направляючий шток встановлений на пластині вилки паралельно штоку поршня.
Ці направляючі стрижні зменшують вигин штока, вигин поршня та нерівномірний знос ущільнень. Вони також забезпечують стабільність і запобігають обертанню, одночасно витримуючи високі бічні навантаження. Моделі можуть бути стандартного розміру або компактними, але, загалом, це приводи для важких умов експлуатації, які забезпечують повторюваність.
Франко Стефан, директор з маркетингу Emerson Machine Automation, сказав: «Виробникам потрібні керовані приводи для різних застосувань, які потребують надійності та точності».Типовим прикладом є направляння поршня приводу для точного переміщення вперед і назад на розсувному столі. Керовані приводи також зменшують потребу у зовнішніх напрямних у механізмі».
Минулого року Festo представила серію мініатюрних пневматичних направляючих DGST із циліндрами з подвійною напрямною. Ці направляючі є одними з найкомпактніших напрямних на ринку та призначені для точного транспортування, пресування, підбору й розміщення, електроніки та освітлення. Є сім моделей на вибір із корисним навантаженням до 15 фунтів і довжиною ходу до 8 дюймів. Подвійний поршневий привід, що не потребує обслуговування, і рециркуляційний кульковий підшипник високої місткості можуть забезпечити від 34 до 589 Ньютонів потужності при тиск 6 бар. Той самий стандарт — буфер і датчики наближення, вони не перевищуватимуть площу слайда.
Пневматичні приводи спускового механізму ідеально підходять для відокремлення та вивільнення окремих частин із бункерів, конвеєрів, вібраційних живильників, рейок і магазинів. Вебстер сказав, що спусковий механізм має одноважільну та двоважільну конфігурації, і вони розроблені таким чином, щоб витримувати високі бічні навантаження, які Деякі моделі оснащені перемикачами для легкого з’єднання з різними електронними пристроями керування.
Гелькер зазначив, що доступні два типи пневматичних багатопозиційних приводів, і обидва є надміцними. Перший тип складається з двох незалежних, але з’єднаних циліндрів із поршневими штоками, що простягаються в протилежних напрямках і зупиняються в чотирьох положеннях.
Інший тип характеризується від 2 до 5 багатоступеневих циліндрів, з’єднаних послідовно та з різною довжиною ходу. Видно лише один шток поршня, який рухається в одному напрямку в різні положення.
Безштокові лінійні приводи — це пневматичні приводи, у яких потужність передається на поршень через поперечне з’єднання. Це з’єднання або механічно з’єднане через канавку в профільній стовбурі, або магнітне з’єднання через закритий профільний стовбур. Деякі моделі можуть навіть використовувати рейкову передачу. системи або механізми для передачі енергії.
Однією з переваг цих приводів є те, що вони потребують набагато менше місця для установки, ніж подібні циліндри зі штоком поршня. Ще одна перевага полягає в тому, що привід може направляти та підтримувати навантаження по всій довжині ходу циліндра, що робить його розумним вибором для додатків із довшим ходом.
Комбінований привід забезпечує лінійний хід і обмежене обертання, а також містить пристосування та пристосування. Затискний циліндр безпосередньо затискає заготовку через пневматичний затискний елемент або автоматично та багаторазово через механізм руху.
У неактивному стані затискний елемент піднімається та виходить із робочої зони. Після встановлення нової заготовки на неї створюється тиск і вона знову з’єднується. За допомогою кінематики можна досягти дуже високої сили утримання з низьким споживанням енергії.
Пневматичні затискачі затискають, позиціонують і переміщують деталі паралельно або під кутом. Інженери часто поєднують їх з деякими іншими пневматичними чи електронними компонентами, щоб створити систему вибору й розміщення. Протягом тривалого часу напівпровідникові компанії використовували невеликі пневматичні зажими для роботи з точними транзисторами та мікрочіпи, тоді як виробники автомобілів використовували потужні великі пристосування для переміщення цілих автомобільних двигунів.
Дев'ять пристосувань серії Pneu-Connect від PHD безпосередньо підключені до інструментальних портів колаборативного робота Universal Robots. Усі моделі мають вбудований пневматичний керуючий клапан для відкриття та закриття пристосування. Програмне забезпечення URCap забезпечує інтуїтивно зрозуміле та просте налаштування пристосування.
Компанія також пропонує набір Pneu-ConnectX2, який може підключати два пневматичні затискачі для збільшення гнучкості застосування. Ці набори включають два захвати GRH (з аналоговими датчиками, які забезпечують зворотний зв’язок щодо положення щелепи), два захвати GRT або один захват GRT і один захват GRH. Кожен набір містить функцію Freedrive, яку можна підключити до колаборативного робота для легкого позиціонування та програмування.
Якщо стандартні циліндри не можуть виконувати одне або кілька завдань для конкретного застосування, кінцевим користувачам слід розглянути можливість використання спеціальних циліндрів, таких як обмежувач навантаження та синус. Циліндр обмежувача навантаження зазвичай оснащений гідравлічним промисловим амортизатором, який використовується для зупинки переданого струму. навантажувати м'яко та без відскоку. Ці циліндри підходять для вертикальної та горизонтальної установки.
Порівняно з традиційними пневматичними циліндрами, синусоїдальні циліндри можуть краще контролювати швидкість, прискорення та уповільнення циліндрів для транспортування точних об’єктів. Це керування відбувається завдяки двом канавкам на кожному буферному списі, що призводить до більш поступового початкового прискорення або уповільнення та плавний перехід до роботи на повній швидкості.
Виробники все частіше використовують позиційні перемикачі та датчики для точнішого моніторингу роботи приводу. Встановивши позиційний перемикач, систему керування можна налаштувати на ініціювання попередження, коли циліндр не досягає запрограмованого висунутого або втягнутого положення, як очікувалося.
Додаткові перемикачі можна використовувати для визначення моменту досягнення приводом проміжного положення та номінального часу виконання кожного руху. Ця інформація може повідомити оператора про загрозливу несправність до повної відмови.
Датчик положення підтверджує, що положення першого етапу дії завершено, а потім переходить до другого кроку. Це забезпечує безперервну роботу, навіть якщо продуктивність і швидкість обладнання змінюються з часом.
«Ми надаємо сенсорні функції на приводах, щоб допомогти компаніям впроваджувати IIoT на своїх підприємствах», — сказав Едкінс. «Кінцеві користувачі тепер мають доступ до важливих даних для кращого моніторингу приводу та оптимізації його продуктивності.Ці дані варіюються від швидкості та прискорення до точності позиціонування, часу циклу та загальної пройденої відстані.Останнє допомагає компанії краще визначити залишковий термін служби ущільнення приводу».
Магнітні датчики наближення ST4 і ST6 від Emerson можна легко інтегрувати в різні пневматичні приводи. Компактна конструкція датчика дозволяє використовувати його в обмеженому просторі та вбудованих установках. Міцний корпус є стандартним, зі світлодіодами для вказівки стану виходу.
Технологічна платформа Bimba IntelliSense поєднує в собі датчики, циліндри та програмне забезпечення для надання даних про продуктивність стандартного пневматичного обладнання в режимі реального часу. Ці дані дозволяють ретельно контролювати окремі компоненти та надають користувачам інформацію, необхідну для переходу від екстреного ремонту до проактивного оновлення.
Джеремі Кінг, менеджер із продуктів Bimba sensing technology, сказав, що інтелект платформи полягає в модулі інтерфейсу дистанційного датчика (SIM), який можна легко підключити до циліндра за допомогою пневматичних аксесуарів. SIM використовує пари датчиків для надсилання даних (включаючи циліндр). умови, час у дорозі, кінець подорожі, тиск і температура) до ПЛК для раннього попередження та контролю. У той же час SIM-карта надсилає інформацію в реальному часі на ПК або шлюз даних IntelliSense. Останній дозволяє менеджерам отримувати віддалений доступ до даних для аналізу.
Гелькер сказав, що платформа Festo VTEM може допомогти кінцевим користувачам впроваджувати системи на основі IIoT. Модульна платформа з можливістю реконфігурації розроблена для компаній, які виробляють продукцію невеликими партіями з коротким життєвим циклом. Вона також забезпечує високий рівень використання машин, енергоефективність і гнучкість.
Цифрові клапани в платформі змінюють функції на основі різних комбінацій завантажуваних додатків руху. Інші компоненти включають інтегровані процесори, комунікації Ethernet, електричні входи для швидкого керування конкретними аналоговими та цифровими додатками, а також вбудовані датчики тиску та температури для аналізу даних.
Джим є старшим редактором ASSEMBLY і має понад 30 років досвіду редагування. До того, як приєднатися до ASSEMBLY, Камілло був редактором PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal і Milling Journal. Джим має ступінь з англійської мови в Університеті Де Поля.
Спонсорований контент — це спеціальна платна частина, у якій галузеві компанії надають високоякісний, об’єктивний некомерційний контент на теми, які цікавлять аудиторію ASSEMBLY. Весь спонсорований контент надається рекламними компаніями. Бажаєте взяти участь у нашому розділі спонсорованого контенту? Будь ласка, зверніться до місцевого представника.
На цьому вебінарі ви дізнаєтеся про технологію спільної роботизації, яка забезпечує автоматичний розподіл ефективним, безпечним і повторюваним способом.
На основі успішної серії Automation 101 ця лекція досліджуватиме «як» і «причину» виробництва з точки зору сучасних осіб, які приймають рішення, які оцінюють робототехніку та виробництво у своєму бізнесі.