Пневматическое управление сварочными клещами и подача сред на роботе
Системное объяснение того, чем замкнутое управление усилием сварочных клещей отличается от медиапанели робота, распределяющей сжатый воздух и охлаждающую воду.
Пневматическая система на роботизированной станции точечной сварки обычно выполняет две различные задачи. Одна часть управляет движением сварочных клещей и усилием на электродах. Другая распределяет и контролирует такие рабочие среды, как сжатый воздух и охлаждающая вода на роботе. Они находятся в одной ячейке, но не имеют одинаковой цели управления. Рассмотрение их как единого универсального "воздушного пакета" приводит к плохой диагностике и нечеткому распределению ответственности.
Festo документирует как сервопневматические решения для сварочных клещей, так и специализированное снабжение робота средами. Сервопневматические клещи используют замкнутый контур управления для достижения целевого положения или усилия. Монтажная плита робота или соответствующая медиапанель направляет необходимые среды и может контролировать их состояние. Электрические сварочные клещи используют другую технологию привода, но им все равно могут потребоваться пневматические функции и распределение охлаждающей воды вокруг робота.
Две пневматические функции в одной сварочной ячейке
Функция | Основное оборудование | Управляемая переменная | Доказательства, необходимые перед сваркой |
|---|---|---|---|
Привод сварочных клещей | Основной цилиндр, компенсационный цилиндр (где используется), пропорциональный клапан или блок управления, датчики положения и давления, контроллер клещей | Положение электрода, перепад давления или расчетное усилие в соответствии с утвержденной системой | Клещи готовы, требуемое положение достигнуто, состояние управления усилием допустимо, контроллер не имеет блокирующих ошибок |
Распределение сжатого воздуха | Отсечной и подготовительный узел ячейки, медиапанель робота, клапаны, контроль давления и расхода | Доступность среды и давление для пневматических потребителей, установленных на роботе | Давление в утвержденном диапазоне и соответствующие ветви включены |
Распределение охлаждающей воды | Коллекторы подачи и возврата, медиа-клапаны, шланги, контроль расхода и температуры | Поток охлаждающей жидкости через трансформатор, электроды, кабели или другие указанные контуры | Расход, состояние возврата и логика утечек соответствуют спецификации ячейки |
Пакет коммуникаций робота | Гибкие шланги для воздуха и воды, электрические кабели, кронштейны, разгрузка от натяжения | Движение без чрезмерного изгиба, скручивания, истирания или натяжения | Полная программа робота укладывается в подтвержденную область движения и нагрузок для заданного ресурса |
Производитель станка должен показывать эти функции отдельно на пневматических, охлаждающих, электрических чертежах и чертежах системы управления. Сообщение об ошибке должно указывать, не смогли ли клещи создать усилие, низкое ли давление воздуха, отсутствует ли поток охлаждающей жидкости или протекает ли сервисный жгут робота. Одна комбинированная сигнализация задерживает восстановление и может направить техников не в ту систему.
Как работает сервопневматическое управление сварочными клещами
В управляемых пневматических клещах робот или контроллер сварки передает целевые данные в специализированную систему управления. Документация Festo по сварочным клещам описывает управление положением и усилием для рабочего цилиндра и управление перепадом давления для компенсационного цилиндра в соответствующих конфигурациях. Пропорциональные клапаны, обратная связь по давлению, обратная связь по положению и контроллер образуют замкнутый контур.
Заданное давление не совпадает с проверенным усилием на электродах. Фактическое усилие зависит от геометрии цилиндра, давления на обеих сторонах поршня, кинематики клещей, трения, прогиба рычага, состояния электродов и калибровки. Утвержденная процедура ввода в эксплуатацию должна установить взаимосвязь между значениями контроллера и измеренным усилием на электродах.
Типовая последовательность движений включает быстрое подведение, контролируемый контакт, нарастание усилия, выдержку при сварке, отпускание и возврат. Точный профиль зависит от конструкции клещей и программы сварки. Компенсационная функция, если она установлена, помогает управлять реакцией между клещами и роботом при смыкании электродов. Она должна быть настроена как часть системы клещей, а не рассматриваться как обычный уравновешивающий цилиндр.
Сервопневматические и электрические приводы клещей доступны. Текущая страница приложений Festo представляет их как альтернативы, выбираемые в зависимости от требований приложения. Поэтому краткий список компонентов должен начинаться с установленных клещей и архитектуры контроллера. Не следует предполагать, что каждые C-образные или X-образные клещи используют одинаковую пневматическую схему.
Что делает медиапанель робота
Медиапанель обеспечивает организованные интерфейсы между стационарными системами подачи рабочих сред ячейки и потребителями, установленными на роботе. Для сжатого воздуха она может включать отсечение, подготовку, распределение, клапанные функции и контроль давления. Для охлаждающей воды она может включать коллекторы подачи и возврата, запорные клапаны, контроль расхода, информацию о температуре и дренажные или сервисные функции, определенные стандартом линии.
Охлаждающая вода и сжатый воздух требуют разных материалов компонентов и проверок конструкции. Обычный пневматический распределительный клапан не обязательно подходит для охлаждающей жидкости. Используйте клапаны, уплотнения, фитинги и датчики, рассчитанные на фактическую среду, давление, температуру, загрязнение и химический состав воды. Не включайте функции подготовки воздуха в контур охлаждения.
Компоновка панели должна обеспечивать отсечение и диагностику без создания накопленной энергии или неконтролируемого разлива. Идентифицируйте каждое соединение подачи и возврата. Обеспечьте четкое направление потока, безопасный дренаж, где требуется, и доступ к фильтрам или датчикам. Если воздух или вода проходят через общий жгут робота, сохраняйте идентификацию контуров по всему пути.
Определите интерфейсы между роботом, управлением сваркой и системами подачи рабочих сред
Вопрос интерфейса | Почему это важно | Приемочные доказательства |
|---|---|---|
Какой контроллер управляет профилем движения клещей? | Избегает конфликтующих команд между роботом, ПЛК и контроллером клещей | Утвержденный список сигналов и диаграмма последовательности |
Какой сигнал подтверждает готовность управления усилием? | Предотвращает разрешение сварки, основанное только на таймере движения | Состояние контроллера, сопоставленное с блокировкой ячейки и проверенное при вводе в эксплуатацию |
Какие диапазоны давления и расхода требуются? | Устанавливает пределы контроля воздуха и охлаждающей жидкости | Спецификации клещей, трансформатора, электродов и систем подачи рабочих сред для сконфигурированной станции |
Что происходит при низком давлении воздуха? | Движение клещей или вспомогательные функции могут стать непредсказуемыми | Определенная последовательность остановки и восстановления, проверенная при контролируемом пороге |
Что происходит при низком расходе охлаждающей жидкости или утечке? | Сварка может перегреть оборудование или выпустить воду в ячейку | Запрет сварки, реакция робота, отсечение и процедура обслуживания, проверенные безопасно |
Кто сбрасывает каждую ошибку? | Предотвращает автоматический сброс, скрывающий постоянную проблему обслуживания | Матрица сброса с указанием ответственности робота, контроллера сварки, ПЛК и локальной панели |
Сигналы должны передавать состояние, а не только команды. ПЛК может нуждаться в сигнале готовности контроллера клещей, состоянии положения клещей, статусе усилия, давлении воздуха, расходе охлаждающей жидкости, обратной связи от клапанов, обнаружении утечек и состоянии изоляции панели распределения сред. Требуемые сигналы, связанные с безопасностью, должны поступать из оценки риска ячейки и использовать соответствующим образом спроектированные каналы. Стандартная технологическая связь не является автоматически функцией безопасности.
Прокладка шлангов и движение являются частью пневматической конструкции
Линии воздуха и охлаждающей жидкости робота подвергаются повторяющимся изгибам, скручиванию, ускорению и случайному контакту с брызгами. Сервисный пакет должен быть спроектирован с учетом полной траектории робота, включая положения обслуживания и восстановления. Шланг, который не задевает оборудование на обычной траектории сварки, может быть перетянут во время калибровки или ручного перемещения.
Проверьте минимальный радиус изгиба, допустимое скручивание, расстояние между опорами, разгрузку от натяжения, точки истирания, ориентацию фитингов и подвижную массу, размещенную на роботе. Используйте трубки и защиту, подходящие для сварочной среды. По возможности отделяйте горячие или абразивные места от уязвимых шлангов. Правильный клапан или регулятор не компенсируют жгут, который постоянно нагружает место своего соединения.
Контроль утечек требует практического метода испытаний. Утечка воздуха может проявляться как падение давления, аномальное потребление или медленная реакция. Утечка охлаждающей жидкости может проявляться как дисбаланс подачи и возврата, локальный сигнал датчика, неожиданное изменение давления или видимое скопление в контролируемой зоне. Окончательный метод соответствует стандарту ячейки и завода.
Проверки при вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании
Введите в эксплуатацию панель систем подачи рабочих сред до включения энергии сварки. Проверьте идентификацию линий, направление клапанов, диапазоны давления, направление потока охлаждающей жидкости, масштабирование датчиков, отсечение, поведение дренажа и связь. Промойте или очистите контур охлаждающей жидкости в соответствии с процедурой оборудования перед подключением чувствительных компонентов.
Введите в эксплуатацию управление клещами с утвержденным инструментом, данными контроллера и методом измерения усилия. Запишите время подхода, положение контакта, нарастание усилия, стабильность усилия, отпускание и состояние контроллера. Смоделируйте потерю обратной связи по положению, потерю давления, ошибки целевых значений, потерю охлаждающей жидкости и ошибки связи в безопасной процедуре. Подтвердите, что разрешение на сварку снимается для каждого блокирующего условия.
Выполните полную программу робота, наблюдая за шлангами и кабелями при сниженном риске, затем в производственных условиях после разрешения. Обратите внимание на скручивание возле фитингов, контакт с острыми кромками, чрезмерное перемещение петель и воздействие тепла или брызг. Запишите принятую прокладку, чтобы последующее обслуживание не укоротило или не пережало шланг неправильно.
Техническое обслуживание должно отслеживать калибровку клещей, реакцию давления, поведение клапанов, диагностику контроллера, утечки воздуха, расход охлаждающей жидкости, состояние фильтров, износ шлангов, надежность фитингов и признаки загрязнения воды. Растущая поправка управления усилием или изменение положения контакта могут указывать на механический износ, замену электродов, трение или пневматическую проблему. Диагностика должна использовать как данные контроллера клещей, так и физический осмотр.
Информация для выбора компонентов
Для новой станции предоставьте тип клещей, технологию привода, схему цилиндров и компенсации, контроллер, требуемый профиль усилия и движения, интерфейсы робота и контроллера сварки, доступное давление воздуха, спецификации охлаждающей воды, пределы расхода и температуры, кинематическую зону робота, чертеж медиапанели по стандарту линии и требования к реакции на отказы.
Для замены отправьте полные коды заказа Festo и номера деталей, фотографии блока управления и медиапанели, пневматические и водяные схемы, версию контроллера, коды клапанов и датчиков, размеры шлангов, детали разъемов, измеренные давление и расход, а также точную историю отказов. Калибровка клещей, качество сварки, интеграция робота, конструкция охлаждения и безопасность ячейки остаются ответственностью производителя станка и завода. WarriorZ поддерживает команды по обслуживанию и автоматизации в идентификации пневматических запасных частей, подборе продуктов и международных поставках.
Связанные ресурсы WarriorZ
Источники и основа проверки
Ссылки подтверждают факты, расчёты и инженерные ограничения статьи.