Последовательность пневматических зажимов при сварке рам коммерческих автомобилей
Практическое руководство по проектированию последовательности пневматических фиксаторов, зажимов и подъемных действий на приспособлениях для сварки и переворота рам коммерческих автомобилей.
Сварка рам коммерческих автомобилей соединяет длинные лонжероны и поперечины в приспособлении, которое должно установить геометрию до того, как устройству переворота будет разрешено двигаться или программе сварки будет разрешено выполняться. WarriorZ поддерживает документированные пневматические требования с помощью сравнения компонентов, поиска поставщиков и координации поставок. Пневматическая система сама по себе не создает базу автомобиля. Она управляет зажимами, подъемниками и позиционирующими движениями, спроектированными изготовителем приспособления. Поэтому надежная конструкция рассматривает каждый цилиндр как часть измеряемой последовательности, а не как изолированный исполнительный механизм.
Определите производственную задачу перед разработкой схемы
Это применение относится к заводу по производству рам коммерческих автомобилей, а именно к линии сварки сборки лонжеронов и поперечин. Оборудование представляет собой приспособление для переворота и позиционирования рамы. Его пневматические задачи: установить подвижные упоры, зажать стальные элементы, поднять или поддержать сборку там, где это необходимо, и освободить ее только после того, как сварка или переворот достигли безопасного состояния.
Начните со схемы механического базирования. Определите, какие упоры устанавливают основное положение лонжерона, какие фиксаторы устраняют оставшиеся степени свободы, а какие зажимы лишь удерживают детали против этих фиксаторов. Зажим не должен использоваться для вытягивания деформированного лонжерона в неопределенное положение. Длинные заготовки накапливают отклонения, поэтому одновременное приложение усилия во всех точках может изогнуть сборку или перегрузить фиксатор. Чертеж приспособления, допуски, семейство деталей, последовательность сварки и нагрузка при перевороте являются обязательными техническими исходными данными.
Постройте последовательность вокруг установления базы
Практичная последовательность обычно начинается с подтверждения наличия детали и освобожденного приспособления. Затем включаются основные упоры, после чего группы фиксаторов и зажимов. Точный порядок зависит от конкретного применения, но принцип управления одинаков: последующая группа получает разрешение только тогда, когда предыдущая группа достигла проверенного состояния. Сварка и переворот остаются заблокированными до тех пор, пока не будут получены все требуемые сигналы подтверждения.
Не используйте только время как доказательство зажима. Таймер может обнаружить необычно медленное движение, но не может доказать, что зажим достиг правильного положения. Датчики положения, информация о давлении, где это оправдано, и состояние последовательности контроллера должны согласовываться. Если датчик остается включенным во время освобождения или появляются два противоречивых состояния, контроллер должен остановить автоматическую последовательность и запросить диагностику, а не предполагать, что приспособление освобождено.
Этап последовательности | Пневматическое действие | Доказательство, необходимое перед следующим этапом |
|---|---|---|
Загрузка | Приспособление освобождено, опоры готовы | Датчики освобожденного состояния и логика наличия детали |
Позиционирование | Упоры и базовые фиксаторы включаются | Подтверждение положения фиксаторов |
Зажим | Группы зажимов закрываются в утвержденном порядке | Подтверждение конечного положения для каждой требуемой группы |
Обработка | Сварка или переворот разрешены | Полное разрешение зажимов плюс условия безопасности станка |
Разгрузка | Технологическое оборудование выходит из зоны, затем зажимы освобождаются | Подтверждение безопасного состояния робота, сварочного аппарата и устройства переворота |
Выбирайте компоненты как согласованную систему приспособления
Цилиндры для тяжелых условий эксплуатации или соответствующим образом направляемые цилиндры могут выполнять подъемные и прямые зажимные движения. Поворотные зажимные цилиндры могут освобождать зону загрузки, размещая зажимную лапу над заготовкой. Клапанный остров может упростить децентрализованное управление рядом с приспособлением, а датчики положения предоставляют информацию о состоянии, необходимую для последовательности. Это семейства компонентов, а не предписание моделей.
Рассчитайте каждый исполнительный механизм на основе требуемого усилия на заготовку, геометрии рычагов, плеча зажимной лапы, доступного давления на исполнительном механизме, трения, внешних моментов и допустимого механического напряжения. Проверьте оба направления движения. Поворотная лапа может создавать очень разную нагрузку на цилиндр вблизи конца хода, чем в начале. Направляющие и подшипники должны поглощать боковые нагрузки, чтобы шток поршня не использовался в качестве конструктивной направляющей приспособления. Обзор цилиндров Festo описывает зажим, подъем, остановку и удержание как типичные задачи цилиндров, но фактический вариант все равно должен быть рассчитан на основе расчета приспособления.
Проектирование с учетом потери давления и изоляции при обслуживании
Запертое давление, гравитация, возврат пружины, напряжение заготовки и приподнятая рама могут вызвать движение после снятия электрической команды. Оценка риска должна определить, является ли безопасной реакцией контролируемый выпуск, удержание давления, механическая блокировка, опускание в определенное положение или другая инженерная мера. Простое закрытие распределительного клапана не является автоматически безопасным способом удержания. Утечки, отказ шланга, износ уплотнений и отказ клапана должны быть включены в анализ.
Руководство по безопасной пневматике Festo гласит, что пневматические компоненты должны оцениваться в полной системе, и что производитель станка несет ответственность за оценку безопасности и документацию. ISO 4414 охватывает требования безопасности к пневматическим системам, используемым на машинах. Поэтому изоляция при обслуживании должна включать четко обозначенную точку изоляции энергии, проверку того, что накопленная энергия безопасно сброшена или иным образом контролируется, и механическую поддержку всякий раз, когда гравитация или заготовка все еще могут двигаться.
Отказ или условие обслуживания | Вопрос проектирования | Метод проверки |
|---|---|---|
Падение давления питания | Может ли рама, зажимная лапа или фиксатор опасно двигаться? | Испытание оценки риска при определенном условии потери |
Отказ или неправильная настройка датчика | Может ли контроллер разрешить сварку при неизвестном состоянии зажима? | Внедрение неисправности и анализ диагностики |
Утечка шланга или фитинга | Используется ли время удержания для обеспечения безопасности или только для стабильности процесса? | Проверка на утечки и контролируемое испытание на потерю давления |
Техник входит в приспособление | Изолирована ли пневматическая и механическая энергия и проверена ли она? | Процедура блокировки и подтверждение нулевой энергии |
Смена варианта | Может ли неправильный рецепт зажима повредить деталь или приспособление? | Идентификация рецепта и проверка первой детали |
Отделяйте технологические разрешения от функций безопасности
Последовательность ПЛК может использовать подтверждения зажимов как технологические разрешения, но технологическое разрешение не является автоматически функцией безопасности. Если потеря сигнала или неожиданное движение может подвергнуть человека риску, требуемая функция безопасности и ее уровень должны исходить из оценки риска станка. ISO 13849-1 предоставляет методологию для связанных с безопасностью частей систем управления, включая пневматическую технологию, но не выбирает требуемый уровень эффективности для этого приспособления.
Сделайте интерфейс явным. Контроллер сварки должен знать, готово ли приспособление к процессу. Контроллер переворота должен знать, закреплена ли рама для предполагаемого движения. Контроллер безопасности должен контролировать условия безопасности, определенные оценкой. Избегайте скрытия всех трех значений за одним общим битом clamped.
Ввод в эксплуатацию приспособления с реальными отклонениями рамы
Ввод в эксплуатацию должен начинаться со сниженным риском в утвержденном режиме настройки. Наблюдайте за каждым зажимом на протяжении всего хода, проверяйте трубки на истирание при перевороте и убедитесь, что флажки срабатывания датчиков сохраняют стабильное положение после повторных циклов. Загружайте детали из допустимого диапазона отклонений, а не только номинальный образец. Ищите фиксатор, используемый как точка опоры, лонжерон, отрывающийся от своей базы, или группу зажимов, маскирующую неисправность другой.
Записывайте давление, доступное на движущемся приспособлении, время последовательности по группам, конечные состояния датчиков и результаты определенных испытаний на неисправности. Повторяйте проверки после нагрева от сварки, воздействия брызг и смены варианта. Протокол приемки должен идентифицировать вариант детали и программный рецепт. Он не должен утверждать, что универсальная модель цилиндра подходит для любого приспособления для рам.
Для другой последовательности автомобильных приспособлений см. пневматические действия двери, захвата и посадки в обрабатывающем модуле блока цилиндров. Для закупки компонентов или документированной проверки совместимости используйте каталог пневматических компонентов WarriorZ и предоставьте чертежи приспособления, нагрузки движения, окружающую среду и требуемую реакцию на отказ.
Официальные источники
Источники и основа проверки
Ссылки подтверждают факты, расчёты и инженерные ограничения статьи.