Automatizare pneumatică
An cilindru unghiular de prindere cu aer — numit și cilindru de prindere rotativ sau oscilant — combină un cilindru de aer rotativ cu un mecanism de fălci paralele sau unghiulare pentru a prinde, roti și elibera piesele de prelucrat într-o singură unitate compactă. Spre deosebire de un cilindru de aer drept convențional, care împinge sau trage doar într-o axă, tipul unghiular își balansează fălcile deschise și închise de-a lungul unui arc, făcându-l alegerea ideală pentru celulele de preluare și plasare, stații de asamblare și sisteme de transfer în care dispozitivele de prindere liniare pur și simplu nu se pot potrivi sau nu pot reorienta piesa suficient de rapid.
La nivel practic, decizia de a utiliza un cilindru unghiular de prindere cu aer față de alte metode de prindere pneumatice sau electrice se reduce la trei factori: forță de prindere (de obicei 20 N până la 1.200 N în funcție de dimensiunea alezajului) , măturarea unghiulară a fălcilor (de obicei 10°, 20°, 30°, 40° sau personalizat) și învelișul total pe care cilindrul de aer ocupă în interiorul celulei mașinii. Odată ce înțelegeți acești trei parametri, selectarea cilindrului de prindere unghiular potrivit devine simplă.
Conceptul de bază
Ce este un cilindru de prindere cu aer unghiular și cum funcționează
Un cilindru unghiular de prindere cu aer este un dispozitiv pneumatic care folosește aer comprimat pentru a antrena un piston intern. Mișcarea pistonului este transformată - printr-un mecanism cu cremalieră și pinion, cu came sau pârghie - într-o deschidere și închidere unghiulară simetrică a două sau mai multe fălci de prindere. Termenul „cilindru de aer” este folosit deoarece forța de acționare provine în întregime din aer presurizat, de obicei între 0,15 MPa și 0,8 MPa (aproximativ 22 până la 116 psi) , care curge printr-un orificiu de admisie și acționează asupra unei zone a pistonului.
Acționare cu cremalieră și pinion
Aerul comprimat mișcă pistonul, care poartă o cremalieră care se integrează cu un pinion dințat pe fiecare arbore a falcii. Ambele fălci se rotesc simultan și simetric. Aceasta este cea mai comună configurație în cilindrii de prindere cu aer unghiular, deoarece oferă un centru de prindere constant, indiferent de unghiul de deschidere a fălcilor.
Wedge-Cam Drive
O came în formă de pană pe tija pistonului împinge două role plutitoare spre exterior sau spre interior, pivotând brațele fălcilor. Acest design este deosebit de rigid în cazul sarcinilor laterale și este obișnuit în cilindrii de aer cu prindere unghiulară de rezistență grea care manipulează piese de peste 2 kg.
Lever-Link Drive
Un braț de legătură conectează pistonul la fiecare falcă. Geometria pârghiei amplifică forța la vârful fălcilor și este utilizată atunci când alezajul cilindrului de aer trebuie să rămână mic, dar forța de prindere la vârful degetului trebuie să rămână ridicată - utilă în camera curată sau automatizarea compactă.
Indiferent de tipul de antrenare, corpul cilindrului de aer adăpostește garnituri, pistonul, ghidajele fălcilor și baza de montare. Corpurile standard sunt fabricate din aliaj de aluminiu anodizat, în timp ce fălcile și componentele interioare ale camei sau ale suportului sunt de obicei din oțel călit. Gripperul se conectează la restul mașinii printr-o flanșă de montare standard sau un adaptor pentru șină cu fantă în T pe partea din spate a corpului cilindrului de aer.
Specificații
Specificații cheie care definesc performanța cilindrului de prindere cu aer unghiular
Selectarea cilindrului de prindere cu aer unghiular corect necesită potrivirea mai multor parametri de specificație la sarcina reală. Tabelul de mai jos rezumă parametrii cei mai critici și intervalele lor tipice pentru produsele din catalogul mainstream de la furnizori precum SMC, Festo, SCHUNK și Pneumax.
| Parametru | Serii mici | Seria medie | Seria mare |
|---|---|---|---|
| Diametrul alezajului | 6 – 16 mm | 20 – 32 mm | 40 – 80 mm |
| Forța de prindere pe falcă | 20 – 80 N | 90 – 350 N | 400 – 1.200 N |
| Lovitură unghiulară a maxilarului | 10° – 30° | 20° – 40° | 20° – 40° |
| Presiunea de operare | 0,15 – 0,7 MPa | 0,15 – 0,8 MPa | 0,2 – 0,8 MPa |
| Ciclu de viață (evaluat) | 5 – 10 milioane | 10 – 30 de milioane | 15 – 50 de milioane |
| Repetabilitate | ± 0,03 mm | ± 0,02 mm | ± 0,01 mm |
Două numere care declanșează cel mai adesea inginerii forța de prindere la vârful maxilarului față de rădăcina maxilarului . Deoarece falca este o pârghie, forța scade pe măsură ce punctul de contact se deplasează mai departe de pivot. Majoritatea datelor din catalog oferă forță la rădăcina maxilarului (cea mai apropiată de pivot). Dacă adaptorul pentru vârful degetului extinde maxilarul cu 30 mm de la rădăcină, așteptați-vă ca forța efectivă de prindere să scadă cu 30–50%, în funcție de geometria maxilarului. Solicitați întotdeauna diagrama momentului maxilarului de la furnizor, nu doar cifra forței din titlu.
Ciclu de viață pentru un cilindru de aer într-o aplicație de prindere depinde și de lubrifiere. Majoritatea cilindrilor de prindere cu aer unghiular moderni sunt livrate cu garnituri de piston lubrifiate permanent și pot funcționa cu aer comprimat curat, uscat și fără ulei - dar dacă sursa de aer poartă ceață de ulei, trebuie verificată compatibilitatea cu compusul de etanșare. Garniturile NBR tolerează ceața standard de ulei mineral; Garniturile FKM (Viton) sunt preferate pentru aplicații care utilizează lubrifianți sintetici sau pentru medii cu temperaturi ridicate peste 60 °C.
Comparație
Cilindru de prindere cu aer unghiular vs. Cilindru de prindere cu aer paralel: pe care să alegeți
Tip unghiular
- Fălcile se rotesc de-a lungul unui arc - vârfurile maxilarului parcurg mai multă distanță pentru aceeași dimensiune a corpului
- Mai potrivit pentru a cules piese dintr-un cuib, alimentator de bol sau marginea transportorului unde maxilarul trebuie să se rotească
- Deschiderea fălcilor la vârf este proporțională cu raza de pivotare, astfel încât vârfurile degetelor mai mari măresc dramatic deschiderea efectivă fără a schimba orificiul cilindrului de aer
- Forța la vârful maxilarului este mai mică decât la pivot; Modelele cu came cu pană compensează parțial acest lucru
- Funcționează bine pe piesele conice, sferice sau cu formă neregulată
- Este necesar un design ușor mai complex al degetelor pentru a se potrivi cu o geometrie precisă a piesei
Tip paralel
- Fălcile se traduc liniar — linia centrală de prindere rămâne constantă indiferent de lățimea deschiderii fălcilor
- Ideal pentru piese prismatice (dreptunghiulare sau cilindrice) unde ambele fețe sunt paralele
- Forța pe fața maxilarului este aproape egală cu forța pistonului; nicio pierdere a brațului de pârghie
- Domeniul de deschidere a fălcilor este limitat de cursa fizică a pistonului cilindrului de aer
- Precizia de centrare este în mod inerent mare - ambele fălci se deplasează la distanțe egale față de centru
- Mai puțin flexibil atunci când dimensiunile pieselor variază semnificativ între produsele de pe aceeași linie
O regulă generală comună în automatizarea pneumatică: dacă raportul dintre deschiderea fălcilor și lungimea corpului trebuie să depășească 1:3, un cilindru unghiular de prindere cu aer câștigă aproape întotdeauna în ceea ce privește eficiența spațiului. Dacă repetabilitate absolută de centrare sub ± 0,01 mm este prioritară și geometria piesei este prismatică, o prindere cu cilindru de aer paralel rămâne alegerea mai bună. În celulele de producție mixte, unii designeri montează un cilindru de prindere cu aer unghiular pe o încheietură a robotului și o prindere paralelă pe alta pentru a acoperi ambele scenarii fără a reușa.
Ghid de inginerie
Cum să dimensionați un cilindru unghiular de prindere cu aer pentru aplicația dvs
Dimensionarea corectă a unui cilindru unghiular de prindere cu aer este cel mai important pas înainte de cumpărare. Unitățile subdimensionate cad piese; unitățile supradimensionate risipesc bani, consumă mai mult aer comprimat și creează o inerție inutilă la încheietura mâinii robotului. Procesul de dimensionare are patru etape.
Pasul 1 — Definiți forța de prindere necesară
Începeți cu masa părții și accelerația maximă pe care o va experimenta gripperul în timpul ciclului de preluare și plasare. O formulă de bază din ghidul de selecție a gripei SMC spune:
Forța de prindere necesară = Masa părții (kg) × (Accelerația maximă a gravitației) × Factor de siguranță
Pentru o piesă de 0,5 kg sub o accelerație de 5 m/s² și un factor de siguranță de 3×: aderență necesară = 0,5 × (9,81 5) × 3 = 22,2 N per falcă. Un cilindru de prindere cu aer unghiular cu alezaj mic, cu un alezaj de 16 mm la o presiune de alimentare de 0,5 MPa, furnizează aproximativ 60 N per falcă la rădăcină - bine în interval, cu o marjă pentru pierderea brațului pârghiei degetelor.
Pasul 2 — Determinați unghiul necesar de deschidere a maxilarului
Măsurați diametrul sau lățimea maximă a piesei plus orice spațiu liber necesar pentru ca falca să treacă pe lângă piesa fără contact. Cele mai multe aplicații folosesc Deschidere totală a maxilarului de 30° până la 40° (15° până la 20° pe falcă din centru). Dacă piesa se schimbă de la un model la altul, selectați un cilindru unghiular de prindere cu aer a cărui deschidere maximă depășește confortabil partea cea mai mare, apoi utilizați șuruburi de oprire reglabile sau comutarea supapelor declanșate de senzor pentru a controla poziția deschisă pentru piesele mai mici.
Pasul 3 — Verificați sarcina de moment permisă pe corpul cilindrului de aer
Cilindrii unghiulari de prindere cu aer specifică trei valori admisibile de moment: My (pas), Mx (ruliu) și Mz (vicială). Aceste limite provin din deschiderea rulmentului ghidajului fălcilor din interiorul cilindrului de aer. Depășirea acestor momente provoacă uzura prematură a maxilarelor sau blocaj catastrofal al maxilarelor. Cel puțin, calculați momentul static de la cel mai greu adaptor cu vârful degetului plus partea prinsă la distanța în cel mai rău caz de fața corpului cilindrului de aer.
Pasul 4 — Verificați consumul de aer și dimensiunea liniei de alimentare
Fiecare acționare a cilindrului unghiular de prindere cu aer deplasează un volum de aer egal cu aria alezajului pistonului × cursa pistonului × 2 (pentru deschidere și închidere). La 10 cicluri pe minut și o unitate cu alezaj de 20 mm, consumul de aer este de aproximativ 0,4 până la 0,8 l/min la 0,5 MPa — neglijabil pentru o singură prindere, dar înmulțiți cu 30 de prindere pe o linie mare de asamblare și sistemul de aer comprimat trebuie dimensionat corespunzător. Liniile de alimentare cu aer subdimensionate cauzează cicluri lenți, scăderi de presiune și forță de prindere inconsecventă pe toată linia.
Instalare
Configurații de montare pentru cilindrii de prindere cu aer unghiular în celule de automatizare
Interfața de montare a unui cilindru unghiular de prindere cu aer trebuie să se alinieze atât cu flanșa robotului sau cu placa de scule, cât și cu orientarea necesară a fălcilor în raport cu piesa. Producătorii oferă mai multe opțiuni standard de montare, iar înțelegerea fiecăreia salvează o reluare semnificativă în timpul integrării celulei.
A
Montare pe față (flanșă).
Cea mai comună opțiune. Patru sau șase găuri filetate de pe fața frontală a corpului cilindrului de aer acceptă șuruburi direct în placa de scule sau adaptorul pentru încheietura mâinii robotului. Această orientare pune oscilația fălcilor în plan perpendicular pe fața de montare - standard pentru preluarea partea superioară a piesei în celulele de preluare și plasare cu axă verticală.
B
Montaj lateral (corp).
Găurile filetate sau canalele cu fantă în T de pe partea laterală a corpului cilindrului de aer permit montarea perpendiculară pe axa de balansare a fălcilor. Folosit atunci când prinderea trebuie să se apropie de piesa din lateral, cum ar fi în stațiile de transfer orizontale sau când înălțimea stivei verticale trebuie redusă la minimum.
C
Montare prin orificiu traversant (pivot central).
Un orificiu central centrat în corpul cilindrului unghiular de prindere cu aer permite unității să se rotească pe un arbore în timpul transferului pe mai multe axe. Mai puțin obișnuit, dar critic la mașinile cu cadran rotativ, unde pinza trebuie să-și schimbe propria orientare între stații.
D
Mont Trunnion
O pereche de știfturi pe părțile laterale ale corpului cilindrului de aer permite pivotarea liberă a prinderii în timpul prinderii - utilă pe piesele cu grosime variabilă care ar lega o prindere montată rigid. Cilindrul de aer „plutește” pentru a se auto-alinia, apoi vârfurile degetelor se blochează pe suprafața piesei.
Locația portului este la fel de importantă ca și montarea caroseriei. Majoritatea cilindrilor de prindere cu aer unghiular oferă porturi pe mai multe fețe ale corpului cilindrului de aer, cu dopuri care închid porturile neutilizate. Selectarea feței corecte a portului activ în timpul comenzii previne congestionarea tuburilor în interiorul unui plic strâns al încheieturii robotului și reduce riscul de îndoire a tubului, care este o cauză comună a defecțiunilor sporadice ale gripei în aplicațiile cu ciclu înalt.
Detecție și control
Integrarea senzorilor și detectarea poziției pe cilindrii de prindere cu aer unghiular
Majoritatea cilindrilor de prindere cu aer unghiular acceptă senzori cu comutator lamelă, cu efect Hall sau magnetorezistenți în fante în T dedicate prelucrate direct în corpul cilindrului de aer. Acești senzori detectează un magnet permanent încorporat în piston și semnalează PLC-ului când fălcile au ajuns în poziția deschisă sau închisă. Selecția și plasarea corectă a senzorului este unul dintre aspectele cele mai neglijate ale integrării prinderii – totuși determină direct dacă mașina poate detecta căderea pieselor, absența pieselor sau condițiile de blocare a prinderii înainte ca acestea să provoace o oprire a liniei.
Comutator cu lame
Simplu, ieftin și compatibil cu circuite de 5–240 V DC/AC. Timpul de răspuns este de aproximativ 1-3 ms . Principala limitare este uzura mecanică a contactului - la 10 milioane de cicluri, întrerupătoarele cu lame pot dezvolta contactul de respingere. Cel mai bine este utilizat în aplicații cu ciclu inferior sau unde bugetul este preocuparea principală.
Senzor cu efect Hall
Stare solidă, fără piese mobile. Timp de răspuns de 0,1–1 ms și evaluat pentru 100 de milioane de operațiuni. Disponibil în ieșire NPN și PNP, versiuni cu 2 și 3 fire. Preferat pentru cilindrii de prindere cu aer unghiular cu ciclu înalt din liniile de asamblare de automobile sau electronice, unde pinza poate face cicluri de 20 de ori pe minut pentru mai multe schimburi.
Senzor de poziție analogic
Unele modele avansate de cilindri de prindere cu aer unghiular folosesc o bandă liniară magnetorezistentă pentru a scoate un semnal analogic continuu de 0–10 V sau 4–20 mA, proporțional cu poziția pistonului. Acest lucru permite PLC-ului să detecteze închiderea parțială, confirmând că piesa prinsă se află între limitele minime și maxime de dimensiune - o verificare puternică a calității pe care senzorii digitali nu o pot oferi.
La poziționarea senzorilor, așezați senzorul de poziție închisă astfel încât semnalul să se declanșeze numai după ce fălcile s-au închis complet pe piesa reală - nu pe opritorul mecanic din interiorul cilindrului de aer. Dacă senzorul se declanșează pe opritorul mecanic, o piesă căzută rămâne nedetectată până la inspecția în aval, provocând o scăpare a ansamblului defect. Mulți ingineri de linie folosesc atât un senzor de poziție închis setat pentru a declanșa piesa, cât și un senzor de oprire mecanic setat cu 1–2 mm mai departe pentru a confirma cursa completă a pistonului - diferența dintre cele două semnale confirmă dacă o piesă este prezentă și în toleranța de dimensiune nominală.
Scule
Design cu vârful degetelor și fălcilor pentru cilindrii de prindere cu aer unghiular
Corpul cilindrului de prindere cu aer unghiular asigură acţionarea; vârfurile degetelor determină dacă prinderea își face cu adevărat treaba. Vârfurile degetelor prost proiectate sunt responsabile pentru majoritatea opririlor liniei legate de prindere în practică - nu cilindrul de aer în sine. Designul cu vârful degetelor trebuie să abordeze patru probleme: geometria contactului, materialul, masa și capacitatea de înlocuire.
Contact Geometrie
Deoarece falca se balansează de-a lungul unui arc, punctul de contact de pe piesă urmărește o cale curbă pe măsură ce prinderea se închide. Pentru piesele cilindrice, o canelură în V tăiată în vârful degetului la unghiul inclus corect (de obicei 60° sau 90°) face ca mișcarea arcului să centreze singur piesa chiar dacă este ușor decalată în cuib. Pentru piesele cu laturi plate, fața vârfului degetului trebuie să fie înclinată pentru a rămâne tangentă la arc în poziția închisă - în caz contrar, fața maxilarului se zgârie pe suprafața piesei pe măsură ce se închide, provocând deteriorarea suprafeței și generarea de particule.
Selectarea materialului cu vârful degetelor
Pentru piese industriale generale, vârfurile degetelor din oțel de scule călit (HRC 52–58). oferă cea mai bună durată de uzură. Pentru suprafețele lustruite sau acoperite care nu trebuie zgâriate, inserțiile din poliuretan sau PEEK reduc presiunea de contact menținând în același timp aderența. În aplicațiile de calitate alimentară sau farmaceutică, toate suprafețele umede ale degetelor trebuie să respecte cerințele relevante ale materialelor - de obicei oțel inoxidabil 316L sau PEEK de calitate medicală - și corpul cilindrului de aer în sine ar trebui specificat într-o versiune rezistentă la coroziune.
Buget de masă pentru vârful degetului
Fiecare gram adăugat la vârful degetului crește momentul de încovoiere pe arborele maxilarului din interiorul cilindrului de aer. Momentul admisibil al maxilarului (My) din foaia de date cilindrului de prindere cu aer unghiular stabilește limita absolută. Ca regulă de lucru, păstrați vârful degetului total și masa parțială mai jos 30% din valoarea mea permisă pentru a lăsa o marjă suficientă pentru sarcini dinamice în timpul accelerației și smucirilor. Vârfurile degetelor din fibră de carbon sau aluminiu pot reduce masa cu 60-70% în comparație cu alternativele de oțel la o rezistență transversală echivalentă - merită luat în considerare atunci când cilindrul de aer se apropie de limita de moment.
Sisteme de schimbare rapidă pentru vârful degetelor
În celulele de producție flexibile în care același cilindru unghiular de prindere cu aer se ocupă de mai multe familii de piese, sistemele de schimbare rapidă cu vârful degetelor reduc timpul de schimbare de la 15-20 de minute pentru fiecare pinza (vârfurile degetelor cu șuruburi tradiționale) la mai puțin de 30 de secunde. SCHUNK, SMC și Festo oferă toate sisteme brevetate de schimbare rapidă compatibile cu corpurile lor cilindrice de prindere unghiulară, folosind mecanisme de blocare cu bile sau baionetă care localizează și blochează automat degetul fără unelte.
Cazuri de utilizare în industrie
Unde sunt folosiți cilindrii de prindere cu aer unghiular în diverse industrii
Cilindrii de prindere cu aer unghiular apar practic în fiecare sector care utilizează automatizarea pneumatică. Următoarele defalcări din industrie ilustrează de ce configurația unghiulară este aleasă față de alternativele mai simple de cilindru cu aer drept sau de prindere paralelă în fiecare context.
Asamblare Auto
Liniile de prelucrare a blocului motor folosesc cilindri de prindere cu aer unghiular pentru a alege carcasele rulmenților, scaunele supapelor și inelele pistonului din alimentatoarele de bol. Mătura unghiulară a fălcilor permite prindere-ului să ajungă într-un bol vibrant într-un unghi și să extragă o singură piesă fără a deranja părțile adiacente - o sarcină care ar necesita o cursă liniară mult mai lungă a cilindrului de aer cu o prindere paralelă, adăugând inerție nedorită asupra încheieturii robotului.
Producție de electronice
Liniile SMT (surface-mount technology) folosesc cilindri miniaturali de prindere cu aer unghiular cu orificii de până la 6 mm pentru a manipula conectori, pachete de semiconductori și condensatoare mici. La aceste scale, tipul unghiular oferă o deschidere mai largă a fălcilor în raport cu dimensiunea corpului decât orice dispozitiv de prindere cu cilindru de aer paralel, ceea ce este esențial atunci când alegeți din tăvi pentru componente aflate la distanță apropiată.
Ambalaj farmaceutic
Liniile de manipulare a blisterelor și sticlelor folosesc cilindri de prindere cu aer unghiular în versiuni din oțel inoxidabil sau anodizate pentru a alege containerele cilindrice de pe benzile transportoare. Acțiunea de autocentrare a vârfurilor degetelor cu caneluri în V pe dispozitivul de prindere unghiular elimină necesitatea unor dispozitive de poziționare precise a pieselor în amonte de prinză - o economie semnificativă a costurilor la liniile de mare volum.
Prelucrarea alimentelor
Roboții de ridicare și plasare din liniile de panificație și cofetărie folosesc cilindri de prindere cu aer unghiular cu vârfurile degetelor din silicon pentru a manipula articole cu forme neregulate - chifle, produse de patiserie, batoane împachetate. Mătura unghiulară permite fălcii să se conformeze în jurul profilelor neregulate într-un mod în care un dispozitiv de prindere cu cilindru de aer paralel cu față plană nu poate fără scule personalizate pentru fiecare SKU.
Turnare prin injecție a materialelor plastice
Roboții de îndepărtare a pieselor folosesc cilindri de prindere cu aer unghiular pentru a extrage piesele turnate din cavitatea matriței imediat după ejectare. Fălcile unghiulare permite prinderii să intre într-un unghi în instrumentul de matriță, să se închidă în jurul părții încă calde și să se retragă fără a intra în contact cu suprafața matriței - protejând sculele scumpe de daunele cauzate de impact cauzate de o cursă liniară a cilindrului cu aer neprogramat.
Ansamblu Dispozitiv Medical
Ansamblul tubului cateter, inserarea seringii și plasarea scutului acului folosesc toate cilindrii de prindere cu aer unghiular cu diametru mic pentru a manipula componente delicate, cu pereți subțiri. Presiunea minimă scăzută de funcționare a unor unități (până la 0,15 MPa) permite o prindere foarte blândă, fără a deforma sau crăpa componentele medicale fragile.
Întreținere
Întreținere, Troubleshooting, and Service Life Extension for Angular Air Gripper Cylinders
Un cilindru de prindere cu aer unghiular bine întreținut, care funcționează cu aer comprimat curat la presiunea nominală, ar trebui să își atingă durata de viață nominală fără service intern. Realitatea practică la nivelul fabricii este că aerul contaminat, liniile de alimentare suprapresurizate și abuzul mecanic de la piesele încărcate greșit sunt cei mai comuni trei factori de scurtare a vieții. Înțelegerea modurilor de defecțiune ajută echipele de întreținere să intervină înainte ca o defecțiune completă a gripei să oprească linia.
Moduri obișnuite de eroare și pași de diagnosticare
- Viteză lentă a maxilarului sau închidere incompletă: Verificați mai întâi presiunea de alimentare la orificiul de prindere (nu la compresor). O scădere de presiune mai mare de 0,05 MPa între regulator și portul de prindere indică un tub subdimensionat sau un filtru parțial blocat. În al doilea rând, verificați regulatorul de viteză (supapa de control al debitului) de pe linia de alimentare a cilindrului de aer - controlerele înfundate sunt extrem de comune și adesea trecute cu vederea.
- Derivarea fălcilor în poziție închis (piesa scade fără semnal de supapă): Aceasta indică o etanșare a pistonului cu scurgeri în interiorul cilindrului de aer. Deconectați linia de evacuare și ascultați dacă aerul se scurge din orificiul de evacuare în timp ce prinderea este în poziția închisă. Dacă aerul se scurge continuu, garnitura pistonului trebuie înlocuită. În majoritatea cilindrilor de prindere cu aer unghiular, seturile de etanșare sunt disponibile de la producător, iar procedura de reconstrucție durează 15-30 de minute cu instrumente de bază.
- Jocul maxilarului sau reacțiile care cresc în timp: Uzură în mecanismul cu cremalieră și pinion sau cu came din interiorul corpului cilindrului de aer. Verificați repetabilitatea fălcilor cu un indicator cadran - dacă eroarea de poziție a crescut peste de două ori repetabilitatea nominală, mecanismul intern trebuie inspectat. În cazurile severe, înlocuirea completă a gripei este mai economică decât repararea internă.
- Coroziune pe ghidajele maxilarului sau exteriorul corpului: Cauzat de condens în aerul comprimat sau de substanțe chimice agresive de spălare în aplicații alimentare/farmaceutice. Instalați un uscător de aer cu agent frigorific în amonte și verificați dacă materialul unghiular al corpului cilindrului și tratamentul de suprafață selectat sunt adecvate pentru mediul chimic.
Program de întreținere preventivă
| Interval | Sarcină | Condiția țintă |
|---|---|---|
| Zilnic | Verificați semnalele senzorului și numărul de cicluri pe PLC | Fără semnale ratate; creșterea numărului de cicluri |
| Săptămânal | Verificați presiunea de alimentare la orificiul de prindere; inspectați tubulatura pentru îndoire | Presiune în ± 0,02 MPa de la valoarea de referință |
| Lunar | Curățați exteriorul corpului cilindrului de aer; verificați cuplul de fixare cu vârful degetelor | Fără contaminare cu lichid de răcire/ulei; fără elemente de fixare slăbite |
| 6 luni | Verificați repetabilitatea maxilarului cu indicator cadran; curăţaţi elementul filtrului de aer | Repetabilitate within rated specification |
| La ciclul de viață nominal | Revizuire completă sau înlocuire; instalare kit de etanșare | Performanța cilindrului de aer a revenit la noi specificații |
Sistem pneumatic
Calitatea aerului comprimat și cerințele de alimentare pentru cilindrii de prindere cu aer unghiular
Cilindrul de aer din interiorul unei prinderi unghiulare este la fel de fiabil ca și aerul comprimat care îl alimentează. ISO 8573-1 definește clasele de calitate a aerului comprimat, iar majoritatea producătorilor de cilindri de prindere cu aer unghiular specifică o clasă minimă de calitate a aerului pentru produsele lor. Înțelegerea acestor cerințe previne defecțiunea prematură a etanșării, coroziunea internă și funcționarea lipicioasă a fălcilor cauzate de contaminarea cu particule.
Conținut de particule
Majoritatea cilindrilor de prindere cu aer unghiular necesită ISO 8573-1 Clasa 3 sau mai bună pentru particule solide - adică particule nu mai mari decât 5 microni și o concentrație maximă de 5 mg/m³ . Contaminarea peste acest nivel provoacă înțeparea alezajului pistonului și uzura accelerată a etanșării în interiorul cilindrului de aer. Un filtru de bronz sinterizat sau polietilenă de 5 microni imediat în amonte de supapa de alimentare cu prindere este filtrarea minimă recomandată.
Conținutul de umiditate
Punctul de rouă sub presiune al aerului comprimat trebuie să fie cu cel puțin 10 °C sub temperatura ambientală minimă la locația de prindere. Într-o fabrică de 20 °C, aceasta înseamnă că un punct de rouă de 10 °C sau mai mic (ISO 8573-1 Clasa 4) este acceptabil, dar într-o instalație de depozitare la rece sau în exterior, poate fi necesar un uscător cu refrigerant care atinge Clasa 4 sau un uscător cu membrană/deshidratant care atinge Clasa 2 pentru a preveni condensul în interiorul cilindrului de aer.
Conținut de ulei
Cilindrii moderni de prindere cu aer unghiular cu pistoane acoperite cu PTFE sau garnituri lubrifiate permanent pot funcționa cu aer complet fără ulei (ISO 8573-1 Conținut de ulei clasa 1, sub 0,01 mg/m³). Executarea lubrifierii cu ceață de ulei pe aceste unități degradează de fapt performanța prin spălarea grăsimii din fabrică de pe rulmenții de ghidare a fălcilor. Dacă există deja un lubrifiant cu ceață de ulei pe linia de alimentare, specificați un cilindru de prindere cu aer unghiular cu etanșări NBR clasificate pentru service lubrifiat cu ulei.
Ghidul Cumpărătorului
Lista de verificare a selecției cilindrului de prindere cu aer unghiular înainte de a comanda
Utilizați această listă de verificare pentru a confirma că ați capturat toate informațiile necesare pentru a specifica un cilindru unghiular de prindere cu aer fără revizuiri costisitoare după livrare.
- Masa piesei și dimensiunile maxime (lungime, diametru, greutate)
- Accelerație maximă și smucitură în timpul ciclului de preluare și plasare (din datele robotului sau servocontrolerului)
- Unghiul necesar de deschidere a fălcilor (total, nu pe falcă) cu o parte în pinza și o parte eliberată
- Presiunea de alimentare disponibilă la locația gripperului (măsurați la punctul de instalare, nu la compresor)
- Dimensiunile plicului disponibile (X × Y × Z) pentru corpul cilindrului de aer plus arcul de măturare a fălcilor
- Sunt necesare fața de montare și portul (pentru a seta traseul tubulaturii)
- Tipul de senzor necesar (reed, efect Hall sau analog) și standard de tensiune/curent de ieșire (NPN/PNP, 24 V DC)
- Intervalul de temperatură de funcționare și prezența expunerii la spălare, lichid de răcire sau substanțe chimice
- Durata de viață necesară (total de operațiuni înainte de înlocuirea sau revizia programată)
- Cerința de material pentru vârful degetelor în funcție de suprafața piesei și de mediu (oțel, PEEK, silicon, inoxidabil)
- Indiferent dacă capacitatea de schimbare rapidă a vârfului degetelor este necesară pentru flexibilitatea în mai multe părți
- Disponibilitatea pieselor de schimb și a setului de etanșare de la distribuitorul local (important pentru minimizarea timpului de nefuncționare)
Întrebări frecvente
Întrebări frecvente despre cilindrii de prindere cu aer unghiular
Care este diferența dintre un cilindru de prindere cu aer unghiular și un cilindru cu aer rotativ?
Un cilindru de aer rotativ rotește un arbore sau o flanșă printr-un unghi definit - ieșirea sa este o rotație pură, fără funcție de prindere încorporată. Un cilindru de prindere cu aer unghiular folosește un mecanism intern pentru a transforma mișcarea pistonului cilindrului de aer în deschiderea și închiderea unghiulară simetrică a fălcilor. Mișcarea „rotativă” este internă și are ca rezultat o acțiune de prindere, nu un arbore de ieșire care se rotește. Cele două dispozitive au funcții complet diferite și nu sunt interschimbabile.
Poate un cilindru de prindere cu aer unghiular să prindă atât interior, cât și extern pe aceeași piesă?
Da. Majoritatea cilindrilor de prindere cu aer unghiular pot fi configurați fie pentru prindere externă (fălcile se închid pe exteriorul piesei) fie pentru prindere cu expansiune internă (fălcile se deschid într-un orificiu din interiorul piesei). Designul vârfului degetului determină direcția de prindere - corpul cilindrului de aer și mecanismul sunt identice. Unele unități de catalog includ atât seturi de vârfuri externe, cât și interne în kit. Calculul forței de prindere se modifică deoarece în modul de expansiune internă, falca împinge mai degrabă spre exterior decât spre interior, iar sarcinile de reacție pe ghidajele maxilarului sunt orientate diferit.
Cum știu dacă presiunea mea de alimentare cu aer este prea scăzută pentru cilindrul unghiular de prindere cu aer?
Cele mai comune semne ale presiunii insuficiente de alimentare sunt viteza lentă de acționare a fălcilor, închiderea incompletă a fălcilor pe piesa reală (senzorul se declanșează mai degrabă pe opritorul mecanic decât pe piesă) și prindere inconsecventă peste mai multe unități de prindere de pe aceeași galerie de alimentare. Utilizați un manometru digital cu funcție de menținere a vârfului la portul de prindere - nu la FRL (filtru-regulator-lubrifiator) din amonte. Presiunea la pinza trebuie să rămână peste presiunea minimă de operare specificată în fișa tehnică a cilindrului de aer, chiar și la cererea maximă. Dacă presiunea scade sub valoarea minimă nominală în timpul acționării, măriți diametrul tubului de alimentare sau adăugați un rezervor local de volum mic (rezervor de acumulare) lângă bancul de prindere.
Ce determină deschiderea sau închiderea lent a unui cilindru unghiular de prindere cu aer, chiar și atunci când presiunea de alimentare este corectă?
Cauza cea mai probabilă este un regulator de viteză parțial închis sau înfundat (controlul debitului supapei cu ac) în conducta de alimentare sau de evacuare. Regulatoarele de viteză sunt setate în mod obișnuit în timpul punerii în funcțiune și apoi nu sunt atinse niciodată – dar acumularea de contaminanți intern restricționează treptat fluxul. Cel de-al doilea cel mai probabil este un tub pneumatic parțial îndoit sau prăbușit - în special în instalațiile de prindere unde tubul trebuie să se îndoaie în mod repetat cu mișcarea încheieturii mâinii robotului. În al treilea rând este un solenoid de supapă care nu este complet alimentat din cauza unei stări de tensiune scăzută sau a unei bobine de solenoid parțial defectate. Verificați tensiunea de alimentare la bobina supapei electromagnetice cu linia încărcată - nu doar la borna dulapului.
Este posibil să adăugați un mecanism de blocare pentru a preveni deschiderea fălcilor la defectarea cilindrului de aer?
Da — aceasta se numește pinza „auto-blocare” sau „pentru oprire” și mai mulți producători de cilindri de prindere cu aer unghiular oferă acest lucru ca opțiune de catalog. Cea mai comună abordare este o frână mecanică aplicată cu arc pe arborele maxilarului care ține maxilarul în poziție atunci când presiunea aerului este pierdută. Frâna se eliberează atunci când cilindrul de aer este presurizat pentru a se deschide sau închide. Unele modele folosesc un mecanism de închidere cu arc în cilindrul de aer în sine, unde un port este încărcat cu arc, iar celălalt este alimentat cu aer - aceasta înseamnă că starea implicită privind pierderea de aer este închisă (prindere), ceea ce este mai sigur pentru transferul piesei deasupra capului, unde o piesă căzută creează un pericol de siguranță.
Cât timp durează de obicei un cilindru unghiular de prindere cu aer în producție continuă?
Durata de viață nominală de la producătorii importanți (SMC, Festo, SCHUNK, Pneumax) variază de la 5 milioane de cicluri pentru unitățile cu diametru mic până la 50 de milioane de cicluri pentru unitățile de mare putere. La 10 cicluri pe minut, 24 de ore pe zi, 250 de zile pe an, 10 milioane de cicluri echivalează cu aproximativ 2,8 ani de funcționare continuă. Durata de viață reală depășește adesea durata de viață nominală atunci când cilindrul de aer funcționează cu aer curat și uscat în limitele de presiune și cu încărcături în vârful degetelor în limita momentului. Cel mai comun factor care limitează viața în practică este aerul comprimat contaminat, mai degrabă decât uzura mecanică a mecanismului de prindere unghiular în sine.
Pot folosi un cilindru unghiular de prindere cu aer pe un robot colaborativ (cobot)?
Da, iar această combinație este din ce în ce mai comună în producția flexibilă. Principalele considerente de integrare sunt greutatea (capacitatea de încărcare utilă a cobotului este de obicei de 3-16 kg; dispozitivul de prindere plus sculele plus piesa trebuie să rămână în această limită) și direcționarea aerului comprimat către încheietura robotului. Majoritatea producătorilor de coboți oferă canale pneumatice integrate în brațul robotului care direcționează aerul comprimat de la bază la flanșa sculei, eliminând nevoia de tuburi externe care se pot agăța. Asigurați-vă că corpul cilindrului unghiular al gripei cu aer și masa vârfului degetelor sunt incluse în calculul sarcinii utile cobot și că viteza ciclului gripperului este compatibilă cu viteza maximă de schimbare a sculei și de preluare a cobotului.
Care este timpul obișnuit de livrare pentru cilindrii de prindere cu aer unghiular personalizați cu alezaj sau cursă nestandard?
Cilindrii de prindere cu aer unghiular de catalog standard sunt de obicei disponibili din stocul distribuitorului sau în termen de 1–3 săptămâni franco fabrică. Dimensiunile alezajului personalizate, cursele unghiulare nestandard, materialele speciale ale corpului (titan, complet inoxidabil 316L) sau pozițiile senzorilor integrati în afara locațiilor standard ale fantelor în T necesită de obicei 6-12 săptămâni de la aprobarea desenului. Pentru programele OEM cu volum mare (de obicei 500 de unități pe an), producătorii ar putea fi dispuși să dezvolte un design personalizat de cilindru de prindere cu aer unghiular la un cost NRE redus. Întotdeauna clarificați dacă modelul specificat este un articol de catalog sau o comandă personalizată înainte de a vă angaja într-o cronologie a proiectului.
