سیلندر هواگیر زاویه ای چیست و چگونه کار می کند؟

اتوماسیون پنوماتیک

یک سیلندر گیره هوا زاویه ای - که سیلندر چرخشی یا چرخشی نیز نامیده می شود - یک سیلندر هوای دوار را با مکانیزم فک موازی یا زاویه ای ترکیب می کند تا قطعات کار را در یک واحد جمع و جور گرفته، بچرخاند و آزاد کند. برخلاف یک سیلندر هوای مستقیم معمولی که فقط در یک محور فشار می‌آورد یا می‌کشد، نوع زاویه‌ای آرواره‌هایش را در امتداد یک قوس باز و بسته می‌کند و آن را به گزینه‌ای مناسب برای سلول‌های جمع‌آوری، ایستگاه‌های مونتاژ و سیستم‌های انتقال تبدیل می‌کند که در آن گیره‌های خطی به سادگی نمی‌توانند قطعه را جابجا کنند یا نمی‌توانند به اندازه کافی سریع قسمت را تغییر جهت دهند.

در سطح عملی، تصمیم به استفاده از سیلندر گیره هوای زاویه‌ای بر سایر روش‌های گرفتن پنوماتیک یا الکتریکی به سه عامل بستگی دارد: نیروی گرفتن (معمولا 20 نیوتن تا 1200 نیوتن بسته به اندازه سوراخ) حرکت زاویه ای فک ها (معمولاً 10 درجه، 20 درجه، 30 درجه، 40 درجه یا سفارشی)، و پوشش کلی که سیلندر هوا در داخل سلول دستگاه اشغال می کند. هنگامی که این سه پارامتر را درک کردید، انتخاب سیلندر دستگیره زاویه ای مناسب ساده می شود.

مفهوم اصلی

سیلندر هواگیر زاویه ای چیست و چگونه کار می کند

سیلندر گیره هوا زاویه ای یک دستگاه پنوماتیک است که از هوای فشرده برای به حرکت درآوردن پیستون داخلی استفاده می کند. حرکت پیستون - از طریق یک قفسه و پینیون، بادامک گوه‌ای یا اهرمی - به یک باز و بسته شدن متقارن زاویه‌ای دو یا چند فک چسبنده تبدیل می‌شود. اصطلاح "سیلندر هوا" به این دلیل استفاده می شود که نیروی محرک کاملاً از هوای تحت فشار ناشی می شود ، معمولاً بین 0.15 مگاپاسکال و 0.8 مگاپاسکال (تقریباً 22 تا 116 psi) ، از طریق یک درگاه ورودی جریان می یابد و بر روی ناحیه پیستون عمل می کند.

درایو رک اند پینیون

هوای فشرده پیستون را به حرکت در می‌آورد، که یک قفسه را حمل می‌کند که با چرخ دنده پینیون روی هر محور فک مشبک می‌شود. هر دو فک به طور همزمان و متقارن می چرخند. این رایج‌ترین پیکربندی در سیلندرهای گیره هوای زاویه‌ای است، زیرا بدون توجه به زاویه باز شدن فک، یک مرکز گرفتن ثابت را ارائه می‌دهد.

Wedge-Cam Drive

یک بادامک سوار گوه ای شکل روی میله پیستون دو غلتک شناور را به سمت بیرون یا داخل هل می دهد و بازوهای فک را می چرخاند. این طرح مخصوصاً تحت بارهای جانبی سفت و سخت است و در سیلندرهای هوای گیره زاویه ای سنگین که قطعات بالای 2 کیلوگرم را جابجا می کنند رایج است.

Lever-Link Drive

یک بازوی پیوندی پیستون را به هر فک متصل می کند. هندسه اهرم نیرو را در نوک فک تقویت می‌کند و زمانی استفاده می‌شود که سوراخ سیلندر هوا باید کوچک بماند، اما نیروی چنگ زدن در نوک انگشت باید بالا بماند - در اتاق تمیز یا اتوماسیون فشرده مفید است.

صرف نظر از نوع درایو، بدنه سیلندر هوا دارای مهر و موم، پیستون، راهنماهای فک و پایه نصب است. بدنه‌های استاندارد از آلیاژ آلومینیوم آنودایز ساخته شده‌اند، در حالی که فک‌ها و اجزای بادامک یا قفسه داخلی معمولاً فولاد سخت‌شده هستند. گیره از طریق فلنج نصب استاندارد یا آداپتور ریلی شیار T در پشت بدنه سیلندر هوا به بقیه دستگاه متصل می شود.

مشخصات

مشخصات کلیدی که عملکرد سیلندر گیره هوای زاویه ای را تعریف می کند

انتخاب سیلندر گیره هوا زاویه ای مناسب نیاز به تطبیق پارامترهای مشخصات متعدد با بار واقعی دارد. جدول زیر بحرانی ترین پارامترها و محدوده های معمول آنها را در محصولات کاتالوگ اصلی از تامین کنندگانی مانند SMC، Festo، SCHUNK و Pneumax خلاصه می کند.

جدول 1 - محدوده مشخصات معمول برای سیلندرهای گیره هوا زاویه ای در خطوط اصلی کاتالوگ (SMC MHF2، Festo HGDT، SCHUNK MPG-plus)
پارامتر	سری کوچک	سری متوسط	سری بزرگ
قطر سوراخ	6 - 16 میلی متر	20-32 میلی متر	40 - 80 میلی متر
نیروی گرفتن در هر فک	20 - 80 N	90 - 350 نیوتن	400 - 1200 نیوتن
یکgular Jaw Stroke	10-30 درجه	20 تا 40 درجه	20 تا 40 درجه
فشار عملیاتی	0.15 - 0.7 مگاپاسکال	0.15 - 0.8 مگاپاسکال	0.2 - 0.8 مگاپاسکال
عمر چرخه (رده بندی)	5 تا 10 میلیون	10 تا 30 میلیون	15 تا 50 میلیون
تکرارپذیری	0.03 ± میلی متر	0.02 ± میلی متر	0.01 ± میلی متر

دو عددی که اغلب مهندسان را به چالش می کشند نیروی گرفتن در نوک فک در مقابل ریشه فک . از آنجایی که فک یک اهرم است، با دورتر شدن نقطه تماس از محور، نیرو کاهش می یابد. بیشتر داده های کاتالوگ به ریشه فک (نزدیک ترین به محور) نیرو می دهند. اگر آداپتور نوک انگشت شما فک را به اندازه 30 میلی متر از ریشه باز می کند، انتظار داشته باشید که نیروی موثر در دست گرفتن بسته به هندسه فک 30 تا 50 درصد کاهش یابد. همیشه نمودار لحظه فکی را از تامین کننده درخواست کنید، نه فقط شکل نیروی سرفصل را.

چرخه عمر برای یک سیلندر هوا در کاربرد گریپر نیز به روانکاری بستگی دارد. بیشتر سیلندرهای گیره هوا زاویه‌ای مدرن با آب‌بندهای پیستونی روغن‌کاری شده دائمی حمل می‌شوند و می‌توانند با هوای فشرده تمیز، خشک و بدون روغن کار کنند - اما اگر منبع هوا حامل غبار روغن باشد، سازگاری با ترکیب آب‌بند باید تأیید شود. مهر و موم NBR مه روغن معدنی استاندارد را تحمل می کند. مهر و موم های FKM (Viton) برای کاربردهایی که از روان کننده های مصنوعی استفاده می کنند یا برای محیط هایی با دمای بالاتر از 60 درجه سانتی گراد ترجیح داده می شوند.

مقایسه

یکgular Air Gripper Cylinder vs. Parallel Air Cylinder Gripper: Which to Choose

یکgular Type

آرواره ها در امتداد یک قوس می چرخند - نوک فک برای اندازه بدن یکسان فاصله بیشتری را طی می کند
برای برداشتن قطعات از لانه، کاسه دان، یا لبه نوار نقاله که در آن فک باید کاملاً نوسان داشته باشد، مناسب تر است.
باز شدن فک در نوک با شعاع محوری متناسب است، بنابراین نوک انگشتان بزرگتر به طور چشمگیری باز شدن موثر را بدون تغییر سوراخ سیلندر هوا افزایش می دهند.
نیروی در نوک فک کمتر از محور است. مدل های گوه بادامک تا حدی این را جبران می کنند
روی قسمت های مخروطی، کروی یا نامنظم عملکرد خوبی دارد
طراحی انگشت کمی پیچیده تر برای مطابقت با هندسه دقیق قطعه مورد نیاز است

نوع موازی

فک ها به صورت خطی ترجمه می شوند - خط مرکزی گرفتن بدون توجه به عرض باز شدن فک ثابت می ماند
ایده آل برای قطعات منشوری (مستطیلی یا استوانه ای) که هر دو وجه موازی هستند
نیروی وارد بر روی فک تقریباً برابر با نیروی پیستون است. بدون از دست دادن اهرم بازو
محدوده باز شدن فک توسط ضربه فیزیکی پیستون سیلندر هوا محدود می شود
دقت مرکز ذاتاً بالا است - هر دو فک در فواصل مساوی از مرکز حرکت می کنند
هنگامی که اندازه قطعات به طور قابل توجهی بین محصولات در همان خط متفاوت است، انعطاف کمتری دارد

یک قانون کلی رایج در اتوماسیون پنوماتیک: اگر نسبت باز شدن فک به طول بدن باید بیش از 1:3 باشد، یک سیلندر گیره هوای زاویه ای تقریبا همیشه در کارایی فضا برنده است. اگر تکرارپذیری مرکز مطلق زیر 0.01 ± میلی متر اولویت باشد و هندسه قطعه منشوری باشد، یک گیره سیلندر هوای موازی انتخاب بهتری باقی می ماند. در سلول‌های تولید مختلط، برخی از طراحان یک سیلندر گیره هوای زاویه‌ای را روی یک مچ ربات و یک گیره موازی را روی مچ دیگر نصب می‌کنند تا هر دو سناریو را بدون استفاده از ابزار جدید پوشش دهند.

راهنمای مهندسی

چگونه یک سیلندر گیره هوا زاویه ای را برای کاربرد خود اندازه کنید

اندازه گیری صحیح سیلندر گیره هوای زاویه ای مهمترین مرحله قبل از خرید است. واحدهای کم اندازه قطعات را رها می کنند. واحدهای بزرگ پول را هدر می دهند، هوای فشرده بیشتری مصرف می کنند و اینرسی غیر ضروری روی مچ ربات ایجاد می کنند. فرآیند اندازه گیری چهار مرحله دارد.

مرحله 1 - نیروی گرفتن مورد نیاز را تعریف کنید

با جرم قطعه و حداکثر شتابی که گریپر در طول چرخه انتخاب و مکان تجربه خواهد کرد، شروع کنید. یک فرمول اساسی از راهنمای انتخاب گریپر SMC بیان می کند:

نیروی گرفتن مورد نیاز = جرم قطعه (کیلوگرم) × (شتاب اوج جاذبه) × ضریب ایمنی

برای قطعه 0.5 کیلوگرمی زیر شتاب 5 متر بر ثانیه و ضریب ایمنی 3×: گرفتن مورد نیاز = 0.5 × (9.81 5) × 3 = 22.2 نیوتن در هر فک. یک سیلندر گیره هوا زاویه‌دار با سوراخ کوچک با سوراخ 16 میلی‌متری در فشار تغذیه 0.5 مگاپاسکال تقریباً 60 نیوتن به ازای هر فک را در ریشه ایجاد می‌کند - به خوبی در محدوده، با حاشیه برای از دست دادن اهرم نوک انگشت و بازو.

مرحله 2 - زاویه باز کردن فک مورد نیاز را تعیین کنید

حداکثر قطر یا عرض قطعه را به اضافه هر فاصله ای که برای تاب خوردن فک از روی قطعه بدون تماس لازم است اندازه گیری کنید. اکثر برنامه ها استفاده می کنند باز شدن کل فک 30 تا 40 درجه (15 تا 20 درجه در هر فک از مرکز). اگر قطعه بین مدل‌ها تغییر می‌کند، سیلندر گیره هوای زاویه‌ای را انتخاب کنید که حداکثر بازشو به راحتی از بزرگ‌ترین قسمت بیشتر شود، سپس از پیچ‌های توقف قابل تنظیم یا سوئیچ سوپاپ با سنسور برای کنترل موقعیت باز برای قطعات کوچک‌تر استفاده کنید.

مرحله 3 - بار لحظه ای مجاز روی بدنه سیلندر هوا را بررسی کنید

سیلندرهای گیره هوا زاویه ای سه مقدار گشتاور مجاز را مشخص می کنند: My (پیچ)، Mx (غلتان)، و Mz (انحراف). این محدودیت ها از دهانه یاتاقان راهنمای فک در داخل سیلندر هوا ناشی می شود. تجاوز از این لحظات باعث ساییدگی زودرس سرسره های فک یا گیرکردن فک فاجعه آمیز می شود. حداقل، لحظه ایستا را از سنگین ترین آداپتور نوک انگشت به اضافه قسمت گرفته شده در بدترین فاصله از صفحه بدنه سیلندر هوا محاسبه کنید.

مرحله 4 - مصرف هوا و اندازه خط تامین را بررسی کنید

هر بار حرکت سیلندر گیره هوای زاویه ای، حجمی از هوا را به اندازه سطح سوراخ پیستون × حرکت پیستون × 2 (برای باز و بسته شدن) جابجا می کند. در 10 سیکل در دقیقه و یک واحد سوراخ 20 میلی متری، مصرف هوا تقریباً است 0.4 تا 0.8 L/min در 0.5 MPa - برای یک گیره ناچیز است، اما در یک خط مونتاژ بزرگ در 30 گیره ضرب کنید و سیستم هوای فشرده باید بر این اساس اندازه شود. خطوط تامین هوای کم اندازه باعث کندی چرخه، افت فشار و نیروی چنگ زدن ناسازگار در سراسر خط می شود.

نصب و راه اندازی

تنظیمات نصب برای سیلندرهای گیره هوا زاویه ای در سلول های اتوماسیون

رابط نصب یک سیلندر گیره هوای زاویه ای باید هم با فلنج ربات یا صفحه ابزار و هم جهت فک مورد نیاز نسبت به قطعه هماهنگ باشد. سازندگان چندین گزینه نصب استاندارد را ارائه می دهند، و درک هر یک باعث صرفه جویی در کار مجدد در طول یکپارچه سازی سلول می شود.

فیس (فلنج) کوه

رایج ترین گزینه. چهار یا شش سوراخ رزوه‌دار در جلوی بدنه سیلندر هوا، پیچ‌های درپوش را مستقیماً به صفحه ابزار یا آداپتور مچ ربات می‌پذیرند. این جهت، نوسان فک را در صفحه عمود بر صفحه نصب قرار می دهد - استاندارد برای پیکاپ از بالا در سلول های انتخاب و مکان محور عمودی.

قله جانبی (بدنه).

سوراخ های رزوه دار یا کانال های شیار T در کنار بدنه سیلندر هوا امکان نصب عمود بر محور نوسان فک را فراهم می کند. زمانی استفاده می شود که گیره باید از کنار به قطعه نزدیک شود، مانند ایستگاه های انتقال افقی یا زمانی که ارتفاع پشته عمودی باید به حداقل برسد.

کوه از طریق سوراخ (Center Pivot).

یک سوراخ مرکزی در بدنه سیلندر گیره هوای زاویه‌ای به دستگاه اجازه می‌دهد در حین انتقال چند محوره روی یک محور بچرخد. در ماشین‌های شماره‌گیر دوار که در آن گیره باید جهت خود را بین ایستگاه‌ها تغییر دهد، کمتر رایج است.

کوه ترونیون

یک جفت سنجاق در کناره‌های بدنه سیلندر هوا، چرخش آزادانه گیره را در حین گرفتن امکان می‌دهد - برای قطعاتی با ضخامت متغیر که یک گیره محکم نصب شده را می‌بندد، مفید است. سیلندر هوا شناور می شود تا خود تراز شود، سپس نوک انگشتان روی سطح قطعه قفل می شوند.

موقعیت پورت به اندازه نصب بدنه مهم است. بیشتر سیلندرهای گیره هوای زاویه ای، درگاه هایی را در چندین وجه بدنه سیلندر هوا ارائه می دهند، با شاخه هایی که پورت های استفاده نشده را می بندند. انتخاب صحیح صفحه پورت فعال در حین سفارش از گرفتگی لوله در داخل یک پاکت مچ دست ربات محکم جلوگیری می‌کند و خطر انحراف لوله را کاهش می‌دهد، که یکی از دلایل رایج خرابی‌های پراکنده گیره در کاربردهای چرخه بالا است.

سنجش و کنترل

یکپارچه سازی سنسور و تشخیص موقعیت در سیلندرهای گیره هوای زاویه ای

اکثر سیلندرهای گیره هوا زاویه ای سنسورهای سوئیچ نی، اثر هال یا مقاومت مغناطیسی را در شکاف های T اختصاصی که مستقیماً در بدنه سیلندر هوا ماشین کاری می شوند، می پذیرند. این حسگرها آهنربای دائمی را که در پیستون تعبیه شده است شناسایی می کنند و زمانی که فک ها به موقعیت باز یا بسته رسیدند به PLC سیگنال می دهند. انتخاب و قرارگیری مناسب سنسور یکی از نادیده گرفته‌ترین جنبه‌های یکپارچه‌سازی گریپر است – با این حال مستقیماً تعیین می‌کند که آیا دستگاه می‌تواند افت قطعه، عدم وجود قطعه یا شرایط گیرکردن گیره را قبل از اینکه باعث توقف خط شوند تشخیص دهد.

سوئیچ نی

ساده، کم هزینه و سازگار با مدارهای 5-240 ولت DC/AC. زمان پاسخگویی تقریبا می باشد 1-3 میلی ثانیه . محدودیت اصلی سایش تماس مکانیکی است - در 10 میلیون چرخه، سوئیچ های نی می توانند جهش تماسی را ایجاد کنند. بهترین استفاده در برنامه های با چرخه پایین تر یا جایی که بودجه دغدغه اصلی است.

سنسور اثر هال

حالت جامد، بدون قطعات متحرک. زمان پاسخگویی از 0.1-1 میلی ثانیه و برای 100 میلیون عملیات رتبه بندی شده است. موجود در خروجی NPN و PNP، نسخه های 2 سیم و 3 سیم. برای سیلندرهای گیره هوای زاویه ای چرخه بالا در خطوط مونتاژ خودرو یا الکترونیک که در آن گیره ممکن است 20 بار در دقیقه برای چندین شیفت چرخش کند، ترجیح داده می شود.

یکalog Position Sensor

برخی از طرح‌های سیلندر گیره هوا زاویه‌ای پیشرفته از یک نوار مغناطیسی خطی برای خروجی یک سیگنال آنالوگ پیوسته 0-10 ولت یا 4-20 میلی آمپر متناسب با موقعیت پیستون استفاده می‌کنند. این به PLC اجازه می‌دهد بسته شدن جزئی را تشخیص دهد و تأیید می‌کند که قسمت دستگیره بین حداقل و حداکثر اندازه است - یک بررسی کیفیت قدرتمند که سنسورهای دیجیتال نمی‌توانند ارائه کنند.

هنگام قرار دادن سنسورها، سنسور موقعیت بسته را طوری قرار دهید که سیگنال فقط پس از بسته شدن کامل فک ها در قسمت واقعی - نه روی استاپ مکانیکی داخل سیلندر هوا، فعال شود. اگر سنسور روی استاپ مکانیکی شلیک کند، یک قطعه افتاده تا زمان بازرسی پایین دست شناسایی نمی‌شود و باعث فرار مونتاژ معیوب می‌شود. بسیاری از مهندسان خط هم از یک سنسور موقعیت بسته برای شلیک روی قطعه و هم از یک سنسور توقف مکانیکی تنظیم شده 1-2 میلی متر بیشتر برای تأیید حرکت کامل پیستون استفاده می کنند - تفاوت بین دو سیگنال تأیید می کند که آیا قطعه وجود دارد و در تحمل اندازه اسمی است.

ابزار سازی

طراحی نوک انگشت و فک برای سیلندرهای گیره هوا زاویه دار

بدنه سیلندر گیره هوای زاویه ای این حرکت را فراهم می کند. نوک انگشتان تعیین می کنند که آیا گیره واقعا کار خود را انجام می دهد یا خیر. نوک انگشتان با طراحی ضعیف مسئول اکثر توقف های خط مربوط به گیره در عمل هستند - نه خود سیلندر هوا. طراحی نوک انگشت باید به چهار موضوع رسیدگی کند: هندسه تماس، مواد، جرم و قابلیت تعویض.

تماس با هندسه

از آنجا که فک در امتداد یک قوس نوسان می کند، نقطه تماس روی قطعه یک مسیر منحنی را با بسته شدن گیره دنبال می کند. برای قطعات استوانه‌ای، یک شیار V-برش در نوک انگشت در زاویه مناسب (معمولاً 60 درجه یا 90 درجه) باعث می‌شود که حرکت قوس در قسمت خود مرکزی شود، حتی اگر کمی در لانه منحرف شود. برای قسمت های صاف، صورت نوک انگشت باید زاویه دار باشد تا در حالت بسته با قوس مماس بماند - در غیر این صورت صورت فک هنگام بسته شدن روی سطح قطعه خراشیده می شود و باعث آسیب سطح و تولید ذرات می شود.

انتخاب مواد نوک انگشت

برای قطعات صنعتی عمومی، نوک انگشتان فولاد ابزار سخت شده (HRC 52-58). بهترین عمر سایش را فراهم می کند. برای سطوح صیقلی یا روکش شده که نباید خراشیده شوند، درج های پلی اورتان یا PEEK فشار تماس را کاهش می دهند و در عین حال چسبندگی را حفظ می کنند. در کاربردهای غذایی یا دارویی، تمام سطوح نوک انگشت خیس شده باید با الزامات مواد مرتبط - معمولاً فولاد ضد زنگ 316 لیتر یا PEEK درجه پزشکی - مطابقت داشته باشد و بدنه سیلندر هوا باید در یک نسخه مقاوم در برابر خوردگی مشخص شود.

بودجه انبوه برای نوک انگشتان

هر گرمی که به نوک انگشت اضافه می شود، گشتاور خمشی روی محور فک داخل سیلندر هوا را افزایش می دهد. ممان فک مجاز (My) از برگه اطلاعات سیلندر گیره هوا زاویه ای حد مطلق را تعیین می کند. به عنوان یک قانون کار، کل نوک انگشت به اضافه جرم قسمت را در زیر نگه دارید 30% از امتیاز من مجاز است برای باقی گذاشتن حاشیه کافی برای بارهای دینامیکی در هنگام شتاب و حرکت تند. نوک انگشتان فیبر کربنی یا آلومینیومی می توانند جرم را 60 تا 70 درصد در مقایسه با جایگزین های فولادی با استحکام مقطعی معادل کاهش دهند - زمانی که سیلندر هوا به حد ممان خود نزدیک می شود قابل توجه است.

سیستم های سرانگشتی با تغییر سریع

در سلول‌های تولیدی انعطاف‌پذیر که در آن سیلندر زاویه‌ای نگهدارنده هوا، خانواده‌های چندگانه را کنترل می‌کند، سیستم‌های تعویض سریع نوک انگشت زمان تغییر را از 15 تا 20 دقیقه در هر گیره (نوک انگشتان پیچ‌دار سنتی) به کمتر از 30 ثانیه کاهش می‌دهند. SCHUNK، SMC و Festo همگی سیستم‌های تغییر سریع اختصاصی را ارائه می‌کنند که با بدنه سیلندر دستگیره زاویه‌ای خود سازگار است، با استفاده از مکانیزم‌های قفل توپ یا سرنیزه که به‌طور خودکار انگشت را بدون ابزار تعیین و قفل می‌کند.

موارد استفاده در صنعت

جایی که سیلندرهای گیره هوا زاویه ای در سراسر صنایع استفاده می شود

سیلندرهای گیره هوای زاویه ای تقریباً در هر بخش که از اتوماسیون پنوماتیک استفاده می کند ظاهر می شود. تفکیک‌های صنعت زیر نشان می‌دهد که چرا پیکربندی زاویه‌ای نسبت به جایگزین‌های سیلندر هوای مستقیم یا گیره موازی ساده‌تر در هر زمینه انتخاب می‌شود.

مونتاژ خودرو

خطوط ماشینکاری بلوک موتور از سیلندرهای گیره هوای زاویه ای برای برداشتن پوسته یاتاقان، صندلی سوپاپ و حلقه های پیستون از فیدرهای کاسه استفاده می کنند. جارو کردن فک زاویه‌ای به گیره اجازه می‌دهد تا به یک کاسه ارتعاشی در یک زاویه برسد و یک قسمت را بدون ایجاد مزاحمت در قسمت‌های مجاور بیرون بکشد - کاری که به یک حرکت سیلندر هوای خطی بسیار طولانی‌تر با یک گیره موازی نیاز دارد و اینرسی ناخواسته را روی مچ ربات اضافه می‌کند.

تولید قطعات الکترونیک

خطوط SMT (فناوری نصب سطحی) از سیلندرهای مینیاتوری زاویه ای گیره هوا با سوراخ هایی به اندازه 6 میلی متر برای رسیدگی به کانکتورها، بسته های نیمه هادی و خازن های کوچک استفاده می کنند. در این مقیاس‌ها، نوع زاویه‌دار نسبت به اندازه بدنه، دهانه فک وسیع‌تری نسبت به هر گیره سیلندر هوای موازی ایجاد می‌کند، که هنگام برداشتن از سینی‌های قطعات با فاصله نزدیک بسیار مهم است.

بسته بندی دارویی

بسته تاول‌ها و خطوط جابجایی بطری از سیلندرهای گیره هوای زاویه‌دار در نسخه‌های فولادی ضد زنگ یا آنودایز شده برای برداشتن ظروف استوانه‌ای از خطوط نقاله استفاده می‌کنند. عمل خود محوری نوک انگشتان شیار V بر روی گیره زاویه‌ای، نیاز به وسایل دقیق قرار دادن قطعات در بالادست گیره را از بین می‌برد - که باعث صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌های خطوط با حجم بالا می‌شود.

فرآوری مواد غذایی

روبات‌های انتخاب و قرار دادن در خطوط نانوایی و شیرینی‌پزی از سیلندرهای زاویه‌دار هواگیر با نوک انگشتان سیلیکونی برای رسیدگی به اقلامی با اشکال نامنظم - رول‌های نان، شیرینی‌ها، میله‌های پیچیده شده استفاده می‌کنند. جاروی زاویه ای به فک اجازه می دهد تا در اطراف پروفایل های نامنظم به گونه ای منطبق شود که یک گیره سیلندر موازی هوای صاف بدون ابزار سفارشی برای هر SKU نمی تواند.

قالب گیری تزریق پلاستیک

ربات‌های جداکننده قطعات از سیلندرهای زاویه‌دار هواگیر برای استخراج قطعات قالب‌گیری شده از حفره قالب بلافاصله پس از پرتاب استفاده می‌کنند. فک زاویه ای به گیره اجازه می دهد تا با زاویه وارد ابزار قالب شود، در اطراف قسمت هنوز گرم بسته شود و بدون تماس با سطح قالب جمع شود - از ابزار گران قیمت در برابر آسیب ضربه ناشی از ضربه سیلندر هوای خطی به موقع محافظت می کند.

مونتاژ تجهیزات پزشکی

مجموعه لوله کاتتر، قرار دادن بشکه سرنگ و قرار دادن محافظ سوزن، همگی از سیلندرهای گیره هوای زاویه ای کوچک برای رسیدگی به اجزای ظریف و دیواره نازک استفاده می کنند. حداقل فشار کاری پایین برخی از واحدها (تا 0.15 مگاپاسکال) امکان گرفتن بسیار ملایم را بدون تغییر شکل یا ترک خوردن اجزای شکننده پزشکی فراهم می کند.

تعمیر و نگهداری

تعمیر و نگهداری, Troubleshooting, and Service Life Extension for Angular Air Gripper Cylinders

یک سیلندر گیره هوای زاویه‌ای که به خوبی نگهداری می‌شود که با هوای فشرده تمیز و با فشار نامی کار می‌کند باید به عمر چرخه نامی خود بدون سرویس داخلی برسد. واقعیت عملی در کف کارخانه این است که هوای آلوده، خطوط تامین فشار بیش از حد، و سوء استفاده مکانیکی ناشی از بارگیری نادرست قطعات سه عامل رایج کاهش عمر هستند. درک حالت‌های خرابی به تیم‌های تعمیر و نگهداری کمک می‌کند تا قبل از اینکه خرابی کامل گیره خط را متوقف کند، مداخله کنند.

حالت های رایج شکست و مراحل تشخیصی

سرعت کم فک یا بسته شدن ناقص: ابتدا فشار منبع تغذیه را در درگاه گیره چک کنید (نه در کمپرسور). افت فشار بیش از 0.05 مگاپاسکال بین رگولاتور و درگاه گیره نشان دهنده اندازه لوله کم یا فیلتر تا حدی مسدود است. دوم، کنترل کننده سرعت (شیر کنترل جریان) را در خط تغذیه سیلندر هوا بررسی کنید - کنترل کننده های گرفتگی بسیار رایج هستند و اغلب نادیده گرفته می شوند.
رانش فک در حالت بسته (قطعه بدون سیگنال سوپاپ سقوط می کند): این نشان دهنده نشتی مهر و موم پیستون در داخل سیلندر هوا است. خط اگزوز را جدا کنید و به نشت هوا از درگاه اگزوز گوش دهید در حالی که گیره در حالت بسته است. اگر هوا به طور مداوم نشت کند، مهر و موم پیستون نیاز به تعویض دارد. در اکثر سیلندرهای گیره هوا زاویه ای، کیت های آب بندی از سازنده در دسترس هستند و روند بازسازی با ابزارهای اولیه 15 تا 30 دقیقه طول می کشد.
بازی فک یا واکنش متقابل با گذشت زمان افزایش می یابد: در داخل بدنه سیلندر هوا از مکانیسم قفسه و پینیون یا بادامک استفاده کنید. تکرارپذیری فک را با یک نشانگر شماره گیری بررسی کنید - اگر خطای موقعیتی بیش از دو برابر تکرارپذیری نامی افزایش یافته است، مکانیسم داخلی باید بررسی شود. در موارد شدید، تعویض گیره کامل مقرون به صرفه تر از تعمیر داخلی است.
خوردگی در راهنماهای فک یا قسمت بیرونی بدن: ناشی از میعانات در هوای فشرده یا مواد شیمیایی شستشوی تهاجمی در برنامه های غذایی/دارویی. یک خشک کن هوای مبرد در بالادست نصب کنید و بررسی کنید که جنس بدنه سیلندر گیره هوای زاویه ای و عملیات سطحی برای محیط شیمیایی مناسب است.

برنامه نگهداری پیشگیرانه

جدول 2 - فواصل نگهداری پیشگیرانه پیشنهادی برای سیلندرهای گیره هوای زاویه ای در تولید مداوم
فاصله	وظیفه	وضعیت هدف
روزانه	بررسی سیگنال های سنسور و تعداد چرخه در PLC	بدون سیگنال های از دست رفته؛ افزایش تعداد چرخه
هفتگی	فشار منبع را در پورت گریپر بررسی کنید. لوله ها را از نظر پیچ خوردگی بررسی کنید	فشار در محدوده 0.02 ± مگاپاسکال نقطه تنظیم
ماهانه	تمیز کردن بیرونی بدنه سیلندر هوا؛ گشتاور بست نوک انگشت را بررسی کنید	بدون آلودگی مایع خنک کننده / روغن؛ بدون اتصالات شل
6 ماه	بررسی تکرارپذیری فک با نشانگر شماره گیری. عنصر فیلتر هوای تمیز	تکرارپذیری within rated specification
در Rated Cycle Life	تعمیرات اساسی یا تعویض کامل؛ نصب کیت مهر و موم	عملکرد سیلندر هوا به مشخصات جدید بازیابی شد

سیستم پنوماتیک

کیفیت هوای فشرده و الزامات تامین برای سیلندرهای گیره هوای زاویه ای

سیلندر هوا در داخل یک گیره زاویه ای فقط به اندازه هوای فشرده که آن را تغذیه می کند قابل اعتماد است. ISO 8573-1 کلاس‌های کیفیت هوای فشرده را تعریف می‌کند و اکثر تولیدکنندگان سیلندر گیره هوا زاویه‌ای حداقل کلاس کیفیت هوا را برای محصولات خود مشخص می‌کنند. درک این الزامات از شکست زودرس آب بندی، خوردگی داخلی و عملکرد فک چسبنده ناشی از آلودگی ذرات جلوگیری می کند.

محتوای ذرات

اکثر سیلندرهای گیره هوای زاویه ای برای ذرات جامد به ISO 8573-1 کلاس 3 یا بهتر نیاز دارند - به این معنی که ذرات بزرگتر از 5 میکرون و حداکثر غلظت 5 mg/m³ . آلودگی بالاتر از این سطح باعث ایجاد امتیاز در سوراخ پیستون و تسریع سایش آب بندی در داخل سیلندر هوا می شود. یک فیلتر برنزی یا پلی اتیلن متخلخل 5 میکرونی بلافاصله در بالادست شیر تامین گرپر حداقل فیلتراسیون توصیه شده است.

محتوای رطوبت

نقطه شبنم فشار هوای فشرده باید حداقل 10 درجه سانتیگراد کمتر از حداقل دمای محیط در محل گیره باشد. در یک کارخانه 20 درجه سانتیگراد، این بدان معنی است که نقطه شبنم 10 درجه سانتیگراد یا کمتر (ISO 8573-1 کلاس 4) قابل قبول است، اما در یک انبار سرد یا نصب در فضای باز، ممکن است برای جلوگیری از چگالش هوا، یک خشک کن مبرد به کلاس 4 یا یک خشک کن غشایی/خشک کن که به کلاس 2 می رسد نیاز باشد.

محتوای روغن

سیلندرهای گیره هوا زاویه‌دار مدرن با پیستون‌های روکش شده با PTFE یا آب‌بندهای دائمی روغن‌کاری شده می‌توانند روی هوای کاملاً بدون روغن کار کنند (محتوای روغن کلاس 1 ISO 8573-1، زیر 0.01 میلی‌گرم بر مترمربع). روانکاری مه روغن روی این واحدها در واقع با شستن گریس کارخانه از بلبرینگ های راهنمای فک، عملکرد را کاهش می دهد. اگر یک روان کننده مه روغن از قبل در خط عرضه وجود دارد، یک سیلندر گیره هوا زاویه ای با مهر و موم NBR برای سرویس روغن کاری شده مشخص کنید.

راهنمای خریدار

یکgular Air Gripper Cylinder Selection Checklist Before You Order

از این چک لیست برای تأیید اینکه تمام اطلاعات مورد نیاز برای تعیین سیلندر گیره هوا زاویه ای را بدون تجدید نظرهای پرهزینه پس از تحویل دریافت کرده اید، استفاده کنید.

جرم قطعه و حداکثر ابعاد (طول، قطر، وزن)
اوج شتاب و تکان در طول چرخه انتخاب و مکان (از داده های ربات یا سروو کنترلر)
زاویه باز کردن فک مورد نیاز (کل، نه به ازای هر فک) با بخشی در گیره و قسمت خالی
فشار منبع موجود در محل گیره (اندازه گیری در محل نصب، نه در کمپرسور)
ابعاد پاکت موجود (X × Y × Z) برای بدنه سیلندر هوا به اضافه قوس جارو فکی
صورت نصب و صفحه پورت مورد نیاز (برای تنظیم مسیر لوله)
نوع سنسور مورد نیاز (رید، اثر هال یا آنالوگ) و استاندارد ولتاژ/جریان خروجی (NPN/PNP، 24 ولت DC)
محدوده دمای عملیاتی و وجود مواد شستشو، خنک کننده یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی
عمر چرخه مورد نیاز (کل عملیات قبل از تعویض برنامه ریزی شده یا تعمیرات اساسی)
نیاز مواد نوک انگشت بر اساس سطح قطعه و محیط (فولاد، PEEK، سیلیکون، ضد زنگ)
اینکه آیا قابلیت تغییر سریع نوک انگشت برای انعطاف پذیری چند قسمتی مورد نیاز است یا خیر
در دسترس بودن قطعات یدکی و کیت مهر و موم از توزیع کننده محلی (برای به حداقل رساندن زمان خرابی مهم است)

سوالات متداول

سوالات متداول در مورد سیلندرهای هواگیر زاویه ای

تفاوت بین سیلندر گیره هوا زاویه ای و سیلندر هوای چرخشی چیست؟

یک سیلندر هوای دوار یک شفت یا فلنج را از طریق یک زاویه مشخص می‌چرخاند - خروجی آن چرخش خالص است، بدون عملکرد گیره داخلی. یک سیلندر گیره هوا زاویه‌دار از مکانیزم داخلی برای تبدیل حرکت پیستون سیلندر هوا به باز و بسته شدن زاویه‌ای متقارن فک‌ها استفاده می‌کند. حرکت "دوار" درونی است و منجر به عمل گرفتن می شود، نه یک محور خروجی چرخشی. این دو دستگاه عملکردهای کاملاً متفاوتی دارند و قابل تعویض نیستند.

آیا یک سیلندر گیره هوای زاویه ای می تواند هم در داخل و هم از خارج روی یک قسمت یکسان بگیرد؟

بله. بیشتر سیلندرهای گیره هوای زاویه ای را می توان برای گرفتن خارجی (فک ها در قسمت بیرونی بسته می شود) یا برای گرفتن انبساط داخلی (فک ها به سوراخ داخل قطعه باز می شوند) پیکربندی کرد. طراحی نوک انگشت جهت گرفتن را تعیین می کند - بدنه و مکانیسم سیلندر هوا یکسان هستند. برخی از واحدهای کاتالوگ شامل هر دو مجموعه نوک انگشت خارجی و داخلی در کیت هستند. محاسبه نیروی گرفتن تغییر می کند زیرا در حالت انبساط داخلی، فک به جای به سمت داخل به بیرون فشار می آورد و بارهای واکنش روی راهنماهای فک متفاوت جهت گیری می کنند.

چگونه بفهمم که فشار هوای من برای سیلندر گیره هوای زاویه ای بسیار کم است؟

رایج‌ترین نشانه‌های فشار ناکافی منبع، سرعت آهسته فعال‌سازی فک، بسته شدن ناقص فک در قسمت واقعی (سنسور به جای روی قطعه، روی ایستگاه مکانیکی شلیک می‌کند)، و گرفتن ناهماهنگ در چندین واحد گیره در یک منیفولد تغذیه است. از یک فشارسنج دیجیتال با عملکرد اوج نگه داشتن در درگاه گیره استفاده کنید - نه در FRL (فیلتر-تنظیم کننده-روانکار) بالادست. فشار در گیره باید بالاتر از حداقل فشار کاری مشخص شده در برگه اطلاعات سیلندر هوا حتی در حداکثر تقاضا باقی بماند. اگر فشار در حین فعال سازی کمتر از حداقل نامی کاهش یافت، قطر لوله تغذیه را افزایش دهید یا یک مخزن با حجم کم محلی (مخزن انباشته) در نزدیکی بانک گیره اضافه کنید.

چه چیزی باعث می‌شود سیلندر گیره هوای زاویه‌دار به آرامی باز یا بسته شود، حتی زمانی که فشار تغذیه صحیح است؟

محتمل ترین علت، بسته بودن یا گرفتگی کنترل کننده سرعت (کنترل جریان سوپاپ سوزنی) در خط تغذیه یا اگزوز است. کنترل‌کننده‌های سرعت معمولاً در هنگام راه‌اندازی تنظیم می‌شوند و هرگز لمس نمی‌شوند - اما تجمع آلاینده‌های داخلی به تدریج جریان را محدود می‌کند. دومین محتمل ترین لوله پنوماتیک تا حدی پیچ خورده یا فرو ریخته است - به خصوص در تاسیسات گیره که در آن لوله باید به طور مکرر با حرکت مچ ربات خم شود. سوم، شیر برقی سوپاپ است که به دلیل شرایط ولتاژ پایین یا سیم پیچ برقی تا حدی از کار افتاده است. ولتاژ منبع تغذیه را در سیم پیچ شیر برقی با خط بارگذاری شده بررسی کنید - نه فقط در ترمینال کابینت.

آیا می توان مکانیزم قفلی برای جلوگیری از باز شدن فک در خرابی سیلندر هوا اضافه کرد؟

بله - به این گیره «خود قفل شونده» یا «قفل خاموش» می گویند، و چندین سازنده سیلندر گیره هوا زاویه دار این را به عنوان یک گزینه کاتالوگ ارائه می دهند. رایج‌ترین روش، ترمز مکانیکی فنری بر روی شفت فک است که فک را در موقعیتی که فشار هوا از بین می‌رود، نگه می‌دارد. هنگامی که سیلندر هوا تحت فشار قرار می گیرد تا باز یا بسته شود، ترمز آزاد می شود. برخی از طرح‌ها از مکانیزم فنر به بستن در خود سیلندر هوا استفاده می‌کنند، جایی که یک پورت با فنر و دیگری با هوا کار می‌کند - این به این معنی است که حالت پیش‌فرض اتلاف هوا بسته است (گرفتن)، که برای انتقال قطعات بالای سر که در آن قسمت سقوط کرده خطر ایمنی ایجاد می‌کند، ایمن‌تر است.

یک سیلندر گیره هوای زاویه ای معمولاً در تولید مداوم چقدر دوام می آورد؟

عمر چرخه رتبه بندی شده از تولید کنندگان بزرگ (SMC، Festo، SCHUNK، Pneumax) از 5 میلیون چرخه برای واحدهای با سوراخ کوچک تا 50 میلیون چرخه برای واحدهای سنگین با سوراخ بزرگ متغیر است. با 10 چرخه در دقیقه، 24 ساعت در روز، 250 روز در سال، 10 میلیون چرخه معادل تقریباً 2.8 سال کار مداوم است. زمانی که سیلندر هوا بر روی هوای تمیز و خشک در محدوده فشار و با بارهای نوک انگشتی در محدوده امتیاز لحظه ای کار می کند، عمر واقعی در دنیای واقعی اغلب از عمر نامی فراتر می رود. رایج ترین عامل محدود کننده عمر در عمل، هوای فشرده آلوده به جای سایش مکانیکی خود مکانیزم گیره زاویه ای است.

آیا می توانم از سیلندر گیره هوای زاویه ای بر روی یک ربات (cobot) مشارکتی استفاده کنم؟

بله، و این ترکیب به طور فزاینده ای در تولید انعطاف پذیر رایج است. ملاحظات اصلی یکپارچه سازی وزن (ظرفیت بار کوبات معمولاً 3 تا 16 کیلوگرم است؛ گیره به همراه ابزار به علاوه قسمت باید در این حد باقی بماند) و مسیریابی هوای فشرده به مچ دست ربات. اکثر تولیدکنندگان کوبات، کانال‌های پنوماتیکی یکپارچه را در بازوی ربات ارائه می‌کنند که هوای فشرده را از پایه به فلنج ابزار هدایت می‌کند و نیاز به لوله‌های خارجی را که می‌توانند گیر کنند، از بین می‌برند. مطمئن شوید که بدنه سیلندر گیره هوا و جرم نوک انگشت در محاسبه بار کوبات گنجانده شده است و سرعت چرخه گیره با حداکثر سرعت تعویض ابزار و مکان انتخابی کابوت سازگار است.

زمان معمول برای سیلندرهای گیره هوا زاویه ای سفارشی با سوراخ یا سکته غیر استاندارد چقدر است؟

سیلندرهای گیره هوای زاویه ای کاتالوگ استاندارد معمولاً از انبار توزیع کننده یا ظرف 1 تا 3 هفته قبل از کار در دسترس هستند. اندازه‌های سوراخ سفارشی، ضربات زاویه‌ای غیر استاندارد، مواد مخصوص بدنه (تیتانیوم، ضد زنگ کامل 316 لیتر)، یا موقعیت‌های حسگر یکپارچه خارج از مکان‌های استاندارد T-slot معمولاً به 6 تا 12 هفته از زمان تأیید کشیدن نیاز دارند. برای برنامه‌های OEM با حجم بالا (معمولاً 500 دستگاه در سال)، سازندگان ممکن است مایل باشند که یک طراحی سیلندر گیره هوا زاویه‌دار سفارشی با هزینه NRE کاهش دهند. همیشه قبل از متعهد شدن به جدول زمانی پروژه، مشخص کنید که آیا مدل مشخص شده شما یک آیتم کاتالوگ است یا یک سفارش سفارشی.

به اشتراک بگذارید: