لمحات عن الاسطوانات الهوائية

يعد الحفاظ على عملية التجميع بسيطة دائمًا طريقة ذكية لصنع أي منتج ، ومن أسهل الطرق لتحقيق حركة خطية أو دورانية أثناء التجميع استخدام مشغلات تعمل بالهواء المضغوط.
وأشار كاري ويبستر ، مدير الحلول الهندسية في شركة PHD Inc. ، إلى: "بالمقارنة مع المشغلات الكهربائية والهيدروليكية ، فإن التركيب البسيط والتكلفة المنخفضة هما ميزتان رئيسيتان للمشغلات الهوائية."خطوط متصلة بالملحقات. "
تقوم شركة PHD ببيع مشغلات تعمل بالهواء المضغوط لمدة 62 عامًا ، وأكبر قاعدة عملائها هي شركات تصنيع السيارات. يأتي العملاء الآخرون من صناعات السلع البيضاء والطبية وأشباه الموصلات والتعبئة والتغليف والأغذية والمشروبات.
وفقًا لـ Webster ، فإن ما يقرب من 25 ٪ من المشغلات الهوائية التي تنتجها شركة PHD مصنوعة حسب الطلب. منذ أربع سنوات ، ابتكرت الشركة مشغلًا مخصصًا يمكن استخدامه كرأس التقاط هوائي ثابت لمصنعي آلات التجميع الطبية.
أوضح ويبستر: "تتمثل وظيفة هذا الرأس في تحديد أجزاء متعددة ووضعها بسرعة وبدقة ، ثم وضعها في حاوية للنقل". يتم تثبيت رأس الالتقاط على قاعدة آلة تصنيع الأجزاء.يمكنها تغيير تباعد الأجزاء من 10 مم إلى 30 مم ، حسب حجم الجزء ".
يعد تحريك الأشياء من نقطة إلى نقطة بقوة كبيرة أحد تخصصات المشغلات الهوائية ، وهذا هو السبب في أنها لا تزال الخيار الأول لحركة الماكينة على خطوط التجميع بعد ما يقرب من قرن من ظهورها. - الفعالية وتحمل الحمل الزائد. الآن ، تمكن أحدث تقنيات الاستشعار المهندسين من تحسين أداء المشغل ودمجه في أي نظام أساسي لإنترنت الأشياء الصناعي (IIoT).
في النصف الأول من القرن العشرين ، كانت المحركات الهوائية المستخدمة في التصنيع تعتمد على أسطوانات أحادية الفعل تولد قوة خطية ، ومع زيادة الضغط على جانب واحد ، تتحرك الأسطوانة على طول محور المكبس ، مولدة قوة خطية. يتم توفير المرونة للجانب الآخر من المكبس ، ويعود المكبس إلى موضعه الأصلي.
قام Kurt Stoll ، المؤسس المشارك لشركة Festo AG & Co. ، بتطوير السلسلة الأولى من الأسطوانات في أوروبا ، من النوع AH أحادي المفعول ، بالتعاون مع مهندسين الموظفين في عام 1955 ، وفقًا لمدير المنتج Michael Guelker ، تم تقديم هذه الأسطوانات إلى السوق في العام التالي مشغلات تعمل بالهواء المضغوط من Festo Corp. و Fabco-Air.
بعد ذلك بوقت قصير ، تم إطلاق أسطوانات صغيرة لا يمكن إصلاحها ومشغلات تعمل بالهواء المضغوط ، وكذلك تلك التي تولد قوة دورانية. قبل تأسيس Bimba Manufacturing في عام 1957 ، ابتكر تشارلي بيمبا أول أسطوانة غير قابلة للإصلاح في مرآبه في موني ، إلينوي ، هذه الأسطوانة ، الآن يُطلق عليه اسم الأسطوانة غير القابلة للإصلاح من الخط الأصلي ، وأصبح ولا يزال المنتج الرئيسي لشركة Bimba.
قالت سارة مانويل ، مديرة منتج المشغل الهوائي في بيمبا: "في ذلك الوقت ، كان المشغل الهوائي الوحيد في السوق مرهقًا ومكلفًا نسبيًا." لا تتطلب صيانة.في البداية ، كان عمر التآكل لهذه المحركات 1400 ميل.عندما قمنا بتعديلها في عام 2012 ، تضاعف عمرها لتصل إلى 3000 ميل ".
قدمت شركة PHD مشغل أسطوانة التجويف الصغير Tom Thumb في عام 1957 ، واليوم ، كما هو الحال في ذلك الوقت ، يستخدم المشغل أسطوانات NFPA القياسية ، والتي تتوفر وقابلة للتبديل من العديد من موردي المعدات ، كما يحتوي على هيكل قضيب ربط يسمح بالانحناء. تتميز منتجات الأسطوانات ذات التجويف الصغير بأداء عالٍ في معظم التطبيقات ، ويمكن أن تكون مجهزة بقضبان مزدوجة ، وموانع تسرب عالية الحرارة ، وأجهزة استشعار نهاية الشوط.
تم تصميم مشغل Pancake بواسطة Alfred W. Schmidt (مؤسس شركة Fabco-Air) في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي لتلبية الطلب على الأسطوانات قصيرة الشوط والرقيقة والمضغوطة المناسبة للمساحات الضيقة. تحتوي هذه الأسطوانات على هيكل قضيب مكبس يعمل في بطريقة التمثيل الفردي أو المضاعف.
يستخدم هذا الأخير الهواء المضغوط لتشغيل شوط التمديد وضربة التراجع لتحريك القضيب ذهابًا وإيابًا ، وهذا الترتيب يجعل الأسطوانة مزدوجة الفعل مناسبة جدًا لأحمال الدفع والسحب ، وتشمل التطبيقات الشائعة التجميع والانحناء والتثبيت والتغذية والتشكيل ، رفع ، تحديد المواقع ، الضغط ، المعالجة ، الختم ، الاهتزاز ، والفرز.
يعتمد المحرك الدائري من سلسلة M Emerson على قضيب مكبس من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وتضمن الخيوط المتدحرجة على طرفي قضيب المكبس أن يكون اتصال قضيب المكبس متينًا. مركبات أساسها الزيت للتشحيم المسبق لتحقيق مجموعة واسعة من الأداء الخالي من الصيانة.
يتراوح حجم المسام من 0.3125 بوصة إلى 3 بوصات ، ويبلغ الحد الأقصى لضغط الهواء المقدر للمشغل 250 رطلًا لكل بوصة مربعة ، ووفقًا لجوش آدكنز ، خبير المنتج لمشغلات Emerson Machine Automation ، تشتمل التطبيقات الشائعة على تثبيت ونقل المواد من خط تجميع إلى آخر.
تتوفر المشغلات الدوارة على شكل رف وترس مفرد أو مزدوج ، وريشة وشوكة لولبية. تؤدي هذه المشغلات بشكل موثوق وظائف مختلفة مثل تغذية الأجزاء وتوجيهها أو تشغيل المزالق أو منصات التوجيه على سيور النقل.
يعمل دوران الجريدة المسننة والجريدة المسننة على تحويل الحركة الخطية للأسطوانة إلى حركة دوارة ، ويوصى بذلك من أجل الدقة والتطبيقات الشاقة ، أما الرف فهو عبارة عن مجموعة من أسنان التروس المحفزة المتصلة بمكبس الأسطوانة ، وعندما يتحرك المكبس ، يتم دفع الرف خطيًا ، ويتشابك الحامل مع أسنان التروس الدائرية للترس ، مما يجبره على الدوران.
يستخدم مشغل الشفرة محرك هواء بسيط لدفع الشفرة المتصلة بعمود المحرك الدوار ، وعندما يتم الضغط بشكل كبير على الحجرة ، فإنه يتمدد ويحرك الشفرة عبر قوس يصل إلى 280 درجة حتى يواجه حاجزًا ثابتًا. عن طريق عكس ضغط الهواء عند المدخل والمخرج.
يتكون الجسم الدوار للخط اللولبي (أو المنزلق) من غلاف أسطواني ، وعمود وغطاء مكبس. مثل ناقل الحركة ذي الجريدة المسننة والترس ، يعتمد ناقل الحركة اللولبي على مفهوم تشغيل التروس المحورية لتحويل حركة المكبس الخطية إلى دوران العمود.
تشمل أنواع المشغلات الأخرى الموجه ، الميزان ، متعدد المواضع ، بدون قضبان ، مجتمعة واحترافية. ميزة المشغل الهوائي الموجه هي أن قضيب التوجيه مثبت على لوحة المقرن ، بالتوازي مع قضيب المكبس.
تعمل قضبان التوجيه هذه على تقليل ثني القضيب وانحناء المكبس وتآكل السدادات غير المتساوية ، كما أنها توفر الثبات وتمنع الدوران ، مع تحمل الأحمال الجانبية العالية ، وقد تكون النماذج ذات حجم قياسي أو مدمجة ، ولكنها بشكل عام مشغلات للخدمة الشاقة توفر إمكانية التكرار.
قال فرانكو ستيفان ، مدير التسويق في Emerson Machine Automation: "يريد المصنعون مشغلات موجهة لمختلف التطبيقات التي تتطلب المتانة والدقة."ومن الأمثلة الشائعة توجيه مكبس المشغل للتحرك بدقة ذهابًا وإيابًا على طاولة منزلقة. كما تقلل المشغلات الموجهة أيضًا من الحاجة إلى أدلة خارجية في الماكينة ".
في العام الماضي ، قدمت Festo سلسلة DGST من الشرائح الهوائية المصغرة مع أسطوانات ثنائية التوجيه. تعد قضبان الانزلاق هذه واحدة من أكثر قضبان الانزلاق إحكاما في السوق وهي مصممة للتعامل الدقيق ، وتركيب الضغط ، والاختيار والمكان ، والإلكترونيات والضوء تطبيقات التجميع هناك سبعة طرازات للاختيار من بينها ، مع حمولات تصل إلى 15 رطلاً وأطوال شوط تصل إلى 8 بوصات ، يمكن أن يوفر محرك ثنائي المكبس بدون صيانة ودليل محمل كروي عالي السعة 34 إلى 589 نيوتن من الطاقة في ضغط 6 بار نفس المعيار هو عازلة ومستشعرات القرب ، لن تتجاوز مساحة الشريحة.
تعتبر مشغلات الميزان الهوائي مثالية لفصل وإطلاق الأجزاء الفردية من القواديس والناقلات وأوعية التغذية الاهتزازية والقضبان والمجلات. قال ويبستر إن الميزان يحتوي على تكوينات ذات ذراع واحد وذراع مزدوج ، وهي مصممة لتحمل الأحمال الجانبية العالية ، والتي هي شائع في مثل هذه التطبيقات. تم تجهيز بعض الطرز بمفاتيح لسهولة الاتصال بأجهزة التحكم الإلكترونية المختلفة.
وأشار جيلكر إلى وجود نوعين من المشغلات الهوائية متعددة المواضع ، وكلاهما للخدمة الشاقة ، فالنوع الأول يتكون من أسطوانتين مستقلتين ولكنهما متصلتين مع قضبان مكبس تمتد في اتجاهين متعاكسين وتتوقف عند أربعة أوضاع.
النوع الآخر يتميز ب 2 إلى 5 أسطوانات متعددة المراحل متصلة في سلسلة وبأطوال شوط مختلفة ، ولا يظهر سوى قضيب واحد للمكبس ، ويتحرك في اتجاه واحد إلى أوضاع مختلفة.
المشغلات الخطية بدون قضيب هي مشغلات تعمل بالهواء المضغوط يتم فيها نقل الطاقة إلى المكبس من خلال اتصال عرضي ، ويرتبط هذا الاتصال إما ميكانيكيًا من خلال أخدود في برميل الملف الشخصي ، أو متصل مغناطيسيًا من خلال برميل جانبي مغلق ، وقد تستخدم بعض النماذج رفًا وترسًا صغيرًا. أنظمة أو تروس لنقل الطاقة.
تتمثل إحدى مزايا هذه المحركات في أنها تتطلب مساحة تركيب أقل بكثير من أسطوانات قضبان المكبس المماثلة ، ومن المزايا الأخرى أن المشغل يمكنه توجيه ودعم الحمل على طول شوط الأسطوانة ، مما يجعله اختيارًا ذكيًا لتطبيقات الشوط الأطول.
يوفر المشغل المدمج حركة خطية ودورانًا محدودًا ، ويتضمن التركيبات والتركيبات. تقوم أسطوانة التثبيت بتثبيت قطعة العمل مباشرة من خلال عنصر التثبيت الهوائي أو تلقائيًا وبشكل متكرر من خلال آلية الحركة.
في الحالة غير النشطة ، يرتفع عنصر التثبيت ويتأرجح خارج منطقة العمل. بمجرد وضع قطعة العمل الجديدة ، يتم ضغطها وإعادة ضمها. باستخدام الحركية ، يمكن تحقيق قوة احتفاظ عالية جدًا باستهلاك منخفض للطاقة.
تعمل المشابك الهوائية على تثبيت الأجزاء وتثبيتها وتحريكها في حركة متوازية أو زاوية ، وغالبًا ما يدمجها المهندسون مع بعض المكونات الهوائية أو الإلكترونية الأخرى لبناء نظام الالتقاط والمكان. الرقائق الدقيقة ، في حين استخدم مصنعو السيارات أدوات رقص كبيرة قوية لتحريك محركات السيارات بأكملها.
ترتبط التركيبات التسعة من سلسلة Pneu-Connect الخاصة بـ PHD مباشرة بمنافذ الأدوات الخاصة بالروبوت التعاوني العالمي للروبوتات ، وتحتوي جميع الطرز على صمام تحكم اتجاهي هوائي مدمج لفتح وإغلاق التركيبات ، ويوفر برنامج UCap إعدادًا بديهيًا وبسيطًا للتركيبات.
تقدم الشركة أيضًا مجموعة Pneu-ConnectX2 ، والتي يمكنها توصيل اثنين من المشابك الهوائية لزيادة مرونة التطبيق. تشتمل هذه المجموعات على قابضين GRH (مع مستشعرات تناظرية توفر ملاحظات حول موضع الفك) ، واثنين من القابض GRT أو قابض GRT واحد وقابض GRH واحد. تشتمل كل مجموعة على وظيفة Freedrive ، والتي يمكن توصيلها بإنسان آلي تعاوني لسهولة تحديد المواقع والبرمجة.
عندما لا تتمكن الأسطوانات القياسية من أداء مهمة واحدة أو أكثر لتطبيق معين ، يجب على المستخدمين النهائيين التفكير في استخدام أسطوانات خاصة ، مثل إيقاف الحمل والجيب. تحميل بهدوء وبدون ارتداد هذه الاسطوانات مناسبة للتركيب الرأسي والأفقي.
بالمقارنة مع الأسطوانات الهوائية التقليدية ، يمكن للأسطوانات الجيبية أن تتحكم بشكل أفضل في سرعة الأسطوانات وتسارعها وتباطؤها لنقل الأشياء الدقيقة ، ويرجع هذا التحكم إلى الأخاديد الموجودة على كل رمح عازلة ، مما ينتج عنه تسارع أو تباطؤ مبدئي أكثر تدريجيًا ، و الانتقال السلس إلى التشغيل بأقصى سرعة.
يستخدم المصنعون بشكل متزايد مفاتيح تبديل الموضع وأجهزة الاستشعار لمراقبة أداء المشغل بدقة أكبر. من خلال تثبيت مفتاح موضع ، يمكن تكوين نظام التحكم لإطلاق تحذير عندما لا تصل الأسطوانة إلى الوضع المبرمج الممتد أو المنسحب كما هو متوقع.
يمكن استخدام مفاتيح إضافية لتحديد متى يصل المشغل إلى الوضع المتوسط ​​ووقت التنفيذ الاسمي لكل حركة ، ويمكن لهذه المعلومات إبلاغ المشغل بفشل وشيك قبل حدوث عطل كامل.
يؤكد مستشعر الموضع أن موضع خطوة الإجراء الأولى قد اكتمل ، ثم يدخل الخطوة الثانية ، مما يضمن استمرار الأداء الوظيفي ، حتى لو تغير أداء المعدات والسرعة بمرور الوقت.
قال آدكنز: "نحن نقدم وظائف الاستشعار على المشغلات لمساعدة الشركات على تنفيذ إنترنت الأشياء في مصانعها." أصبح بإمكان المستخدمين النهائيين الآن الوصول إلى البيانات الهامة لمراقبة المحرك بشكل أفضل وتحسين أدائه.تتراوح هذه البيانات من السرعة والتسارع إلى دقة الموقع ووقت الدورة والمسافة الإجمالية المقطوعة.يساعد هذا الأخير الشركة على تحديد عمر الختم المتبقي للمشغل بشكل أفضل. "
يمكن دمج مستشعرات القرب المغناطيسي من Emerson ST4 و ST6 بسهولة في العديد من المشغلات الهوائية ، ويسمح التصميم المدمج للمستشعر باستخدامه في المساحات الضيقة والتركيبات المضمنة ، كما أن الغلاف المتين قياسي ، مع مصابيح LED للإشارة إلى حالة الإخراج.
تجمع منصة تقنية IntelliSense من Bimba بين المستشعرات والأسطوانات والبرامج لتوفير بيانات الأداء في الوقت الفعلي لمعداتها الهوائية القياسية ، وتتيح هذه البيانات المراقبة الدقيقة للمكونات الفردية وتوفر للمستخدمين البصيرة التي يحتاجونها للانتقال من الإصلاحات الطارئة إلى الترقيات الاستباقية.
قال جيريمي كينج ، مدير المنتج في تقنية الاستشعار بيمبا ، إن ذكاء المنصة يكمن في وحدة واجهة المستشعر عن بعد (SIM) ، والتي يمكن توصيلها بسهولة بالأسطوانة من خلال الملحقات الهوائية ، وتستخدم SIM أزواج أجهزة الاستشعار لإرسال البيانات (بما في ذلك الأسطوانة) الظروف ووقت السفر ونهاية السفر والضغط ودرجة الحرارة) إلى PLC للإنذار المبكر والتحكم ، وفي الوقت نفسه ، ترسل بطاقة SIM معلومات في الوقت الفعلي إلى جهاز الكمبيوتر أو بوابة بيانات IntelliSense ، ويسمح هذا الأخير للمديرين بالوصول إلى البيانات عن بعد للتحليل.
قال Guelker إن منصة VTEM الخاصة بـ Festo يمكن أن تساعد المستخدمين النهائيين على تنفيذ الأنظمة القائمة على إنترنت الأشياء. تم تصميم النظام الأساسي المعياري والقابل لإعادة التكوين للشركات التي تنتج دفعات صغيرة ومنتجات ذات دورة حياة قصيرة ، كما توفر استخدامًا عاليًا للآلة وكفاءة في استخدام الطاقة ومرونة.
تعمل الصمامات الرقمية في النظام الأساسي على تغيير وظائفها بناءً على مجموعات مختلفة من تطبيقات الحركة القابلة للتنزيل ، وتشمل المكونات الأخرى المعالجات المتكاملة واتصالات Ethernet والمدخلات الكهربائية للتحكم السريع في التطبيقات التناظرية والرقمية المحددة ومستشعرات الضغط ودرجة الحرارة المدمجة لتحليل البيانات.
جيم هو محرر أول في ASSEMBLY ولديه أكثر من 30 عامًا من الخبرة في التحرير. قبل انضمامه إلى ASSEMBLY ، كان كاميلو محررًا لمجلة PM Engineer ، ومجلة هندسة المرافق ، ومجلة Milling Journal ، ويحمل جيم شهادة في اللغة الإنجليزية من جامعة DePaul.
المحتوى المدعوم هو جزء مدفوع خاص تقدم فيه الشركات الصناعية محتوى غير تجاري عالي الجودة وموضوعي حول الموضوعات التي تهم جمهور ASSEMBLY. يتم توفير جميع المحتوى المدعوم من قبل شركات الإعلان ، هل أنت مهتم بالمشاركة في قسم المحتوى المدعوم لدينا؟ من فضلك اتصل بالممثل المحلي الخاص بك.
في هذه الندوة عبر الويب ، ستتعرف على تقنية الروبوتات التعاونية ، والتي تتيح التخصيص التلقائي بطريقة فعالة وآمنة وقابلة للتكرار.
على أساس سلسلة الأتمتة 101 الناجحة ، سوف تستكشف هذه المحاضرة "كيف" و "سبب" التصنيع من منظور صانعي القرار اليوم الذين يقومون بتقييم الروبوتات والتصنيع في أعمالهم.