Как спроектировать вакуумный разделитель листов для линии штамповки
Практический метод проектирования для захвата маслянистых стальных листов, подтверждения вакуума, отделения двойных листов и определения действий машины после потери давления или питания.
Вакуумный разделитель листов должен проектироваться с учетом наихудшей заготовки, самого быстрого перемещения и требуемой реакции на неудачный захват. Базовая схема должна включать присоски, подобранные под маслянистую поверхность листа, вакуумный генератор, расположенный достаточно близко для своевременного вакуумирования системы, измеряемый порог вакуума для каждой контролируемой зоны и отдельный метод обнаружения двойных листов. Вакуумный выключатель может подтвердить образование уплотнения. Сам по себе он не может доказать, что поднят только один лист.
Это применение распространено в начале линии штамповки автомобильных деталей. Подъемный стол подает стопку заготовок, разделительная рама захватывает верхний лист, а ось перемещения передает его на центрирующую станцию или в питатель пресса. Пневматика обеспечивает создание вакуума, податливость присоски, обдув, а иногда и движение по отрыву кромки. Оси подъема и перемещения могут быть электрическими, пневматическими или комбинированными по выбору производителя линии.
Где применяется данное решение
Завод и процесс | Оборудование | Пневматическая задача | Необходимые доказательства перед запуском |
|---|---|---|---|
Цех штамповки легковых автомобилей, загрузка заготовок | Разделитель листов над подъемным столом | Захват и отделение плоской стальной или алюминиевой заготовки | Тренд вакуума, результат проверки на двойной лист, идентификация заготовки и разрешение на передачу |
Поставщик штампованных деталей для автомобилей, подача в пресс | Робот или линейный трансфер с вакуумной рамой | Подъем фасонных или предварительно вырезанных заготовок и размещение их на центрирующем столе | Все требуемые вакуумные зоны действительны, приемная станция свободна |
Ячейка штамповки запасных частей, частая переналадка | Регулируемый многоприсосковый захват | Обработка нескольких размеров заготовок с зонами, управляемыми по рецептам | Правильный рецепт, позиции присоски, изолированные неиспользуемые ветви и успешное испытание первой детали |
Список компонентов обычно включает вакуумный генератор или центральное вакуумное соединение, присоски, держатели присоски с компенсацией высоты или угла при необходимости, фильтры, трубки, вакуумные датчики, обратные клапаны или другие элементы защиты от обратного потока, если того требует оценка риска, и управляемый импульс сброса или эжектора. Материалы Festo по автомобильной тематике описывают вакуумную обработку при передаче деталей в штамповочном цехе и кузовном производстве. Документация OGVM более конкретна: геометрия присоски предназначена для динамической обработки металлических деталей, включая маслянистые поверхности. Это заявление на уровне продукта полезно при составлении короткого списка, но точный материал и размер присоски все равно должны быть проверены на соответствие заготовке и смазке.
Определите последовательность захвата перед выбором компонентов
Надежная последовательность отделяет движение машины от подтверждения захвата:
- Подтвердите правильный рецепт заготовки, высоту стопки, положение подъемного стола и свободный путь передачи.
- Опустите вакуумную раму, пока ее ход податливости не окажется в допустимом диапазоне.
- Включите требуемые вакуумные зоны и дождитесь, пока каждая контролируемая зона не пересечет свой проверенный порог.
- Примените механическое действие по разделению, такое как небольшой отрыв, подъем угла, работа веерного разделителя или управляемый воздушный импульс.
- Выполните независимую проверку на двойной лист.
- Разрешите основной подъем только при действительном подтверждении захвата и подтверждении одиночного листа.
- Контролируйте вакуум во время ускорения, перемещения и замедления, а не только перед движением.
- Освободите заготовку в проверенной приемной позиции и подтвердите, что присоски отошли, прежде чем рама отойдет.
ПЛК должен сохранять достаточно диагностической информации, чтобы различать медленное вакуумирование, отказ одной зоны, результат двойного листа, потерю вакуума во время перемещения и отказ сброса. Один общий сигнал «ошибка захвата» замедляет техническое обслуживание, поскольку каждая ситуация имеет свою вероятную причину.
Рассчитайте присоски и вакуумную схему по реальному случаю нагрузки
Усилие удержания присоски зависит от перепада давления и эффективной площади всасывания. Полезная грузоподъемность системы должна затем учитывать ориентацию присоски, горизонтальное ускорение, вертикальное ускорение, замедление, неравномерное распределение нагрузки, утечки, износ и количество присосок, которые могут выйти из строя без потери контроля над заготовкой. Не делите массу заготовки поровну на номинальное количество присосок и не считайте расчет завершенным.
Руководство по выбору вакуума Festo начинается с массы заготовки, состояния поверхности, материала присоски, усилий при движении и требуемого времени вакуумирования. Для листового металла может подойти плоская или специальная присоска для обработки металла. Сильфонные присоски могут обеспечить податливость, но дополнительная податливость может также позволить тонкому листу двигаться или вибрировать. Овальные присоски помогают там, где полезная площадь уплотнения длинная и узкая. Выбор должен быть проверен при минимальном расстоянии до кромки, самом глубоком контуре, самой толстой масляной пленке и наименее благоприятной заготовке в диапазоне рецептов.
Разместите вакуумный генератор достаточно близко к присоскам, чтобы обеспечить время захвата без чрезмерного мертвого объема. Рассчитайте общие линии подачи и сброса для одновременных зон. Генератор, который достигает приемлемого вакуума на стенде, может реагировать слишком медленно после длинных трубок, малых фитингов, засоренных фильтров или одновременного открытия нескольких присосок.
Рассматривайте подтверждение вакуума и обнаружение двойного листа как отдельные функции
Вакуумный датчик сообщает давление в точке измерения. Он может определить, достигла ли зона порога переключения, а некоторые датчики также могут предоставлять аналоговое значение или значение IO-Link для мониторинга тренда. Порог должен быть установлен на основе испытаний с хорошими захватами, ожидаемой утечкой, износом присоски и реальным временем цикла. Установка чуть ниже лучшего лабораторного значения вызывает ложные остановки. Установка слишком низкого значения может допустить слабый захват.
Два листа иногда могут уплотняться почти так же хорошо, как один. Масло может увеличить адгезию между заготовками, а локальный изгиб может сделать вакуумную сигнатуру непредсказуемой. Используйте специальный датчик подсчета листов, выбранный для материала, толщины листа и требуемой геометрии измерения. Например, ROLAND ELECTRONIC документирует односторонние и двухголовочные системы обнаружения двойного листа для обработки листового металла. Это измерение выполняется отдельно от подтверждения вакуума. Механическое отделение, магнитные веерные разделители для подходящего ферромагнитного материала и направленный воздух могут помочь разделению, но они не заменяют подтверждение, когда двойная заготовка может повредить штамп или создать опасность.
Определите поведение при потере давления и электропитания
Потеря сжатого воздуха или электропитания должна привести к состоянию, определенному оценкой риска машины. Обратный клапан или локальный резервный объем могут задержать падение вакуума, но сами по себе не делают подвешенный груз безопасным. Утечка через присоску, поверхность заготовки, фитинги и клапан определяет, как долго любой сохраненный вакуум остается полезным. Измерьте это время с изношенными производственными компонентами и наихудшей одобренной заготовкой.
Если упавший лист может попасть в занятую зону, повредить инструмент или вызвать неконтролируемое движение, производитель машины должен принять защитные меры, выходящие за рамки обычной вакуумной схемы. Ограждения, ограничение доступа, контролируемые позиции, безопасное управление движением, механическое удержание и процедура восстановления относятся к полной конструкции машины. ISO 4414 рассматривает опасности пневматических систем и общие требования безопасности, но применение стандарта все равно требует оценки риска для конкретной машины.
Пусконаладочные и регламентные проверки
Проверка | Метод испытания | Приемочные доказательства |
|---|---|---|
Контакт присоски | Записывайте ход податливости и контакт на каждой одобренной заготовке | Все требуемые присоски контактируют в проверенном диапазоне без попадания на отверстия или кромки |
Время вакуумирования | Отслеживайте тренд каждой зоны от команды вакуума до порога | Время остается в окне ПЛК при минимально допустимом давлении питания |
Динамический захват | Выполните самое быстрое одобренное перемещение с наименее благоприятной заготовкой | Ни одна зона не падает ниже порога срабатывания во время ускорения или замедления |
Контроль двойного листа | Проверьте датчик с проверенными одиночными и двойными заготовками | Машина блокирует передачу при каждом проверенном двойном листе |
Реакция на потерю вакуума | Введите контролируемую утечку или изолируйте подачу по утвержденной процедуре испытания | Движение останавливается или восстанавливается точно в соответствии со спецификацией безопасности и процесса |
Сброс | Испытание при максимальном уровне масла и минимальной настройке обдува | Заготовка освобождается в целевой позиции без залипания или смещения следующей заготовки |
Износ и загрязнение | Осмотрите присоски, фильтры, глушители, трубки и фитинги | Пределы и интервалы замены записаны, а не оставлены на визуальную догадку |
Данные технического обслуживания должны показывать тренды по зонам. Увеличение времени вакуумирования часто указывает на изношенную присоску, ослабленный фитинг, поврежденный шланг, засоренный фильтр или увеличение мертвого объема после модификации. Более низкий уровень удержания во время движения может указывать на плохое размещение присоски или неожиданное ускорение. Эти закономерности более полезны, чем общее значение вакуума машины без информации о местоположении.
Информация для отправки при выборе компонентов
Для новой конструкции предоставьте материал заготовки, размеры, массу, покрытие поверхности, тип масла, если известно, контуры, отверстия, способ укладки, требуемый цикл, профиль движения, ориентацию присоски, доступное давление, ограничения по трубкам и определенную реакцию на неудачный захват. Включите чертежи каждого семейства заготовок и укажите области, где присоска может контактировать с поверхностью.
Для замены отправьте полный код заказа Festo, номер детали, четкие фотографии шильдика и присоски, диаметр присоски и маркировку материала, коды генератора и датчика, размеры трубок, измеренное давление питания и историю отказов. WarriorZ может помочь идентифицировать и найти компоненты Festo и собрать короткий список для технического подтверждения. Окончательная пригодность остается связанной с выбранными данными продукта, расчетами производителя линии, производственными испытаниями и оценкой риска на площадке.
Связанные ресурсы WarriorZ
Источники и основа проверки
Ссылки подтверждают факты, расчёты и инженерные ограничения статьи.