
Это неотредактированная стенограмма вебинара: Проектирование систем криволинейного перемещения для машин и автоматизации.
Нажмите здесь, чтобы посмотреть вебинар по запросу.
Майк:
Здравствуйте, и спасибо всем вам за посещение сегодняшнего вебинара «Проектирование систем ограниченного движения для машин и автоматизации». Представлено вам журналом Design World и Bishop-Wisecarver. Я Майк Сантора, заместитель редактора журнала Design World Magazine, и я буду вашим модератором. Мы хотели бы поблагодарить нашего ведущего Брайана Берка за то, что он был здесь сегодня. Брайан Берк, старший менеджер проекта Bishop-Wisecarver group, увлечен разработкой и производством продукции. С образованием в области автоматизированного черчения, дизайна и производственных технологий. Он имеет более чем 13-летний опыт работы в сфере автоматизации. Обширные знания, начиная с сотрудничества в области производства и заканчивая деятельностью по маркетингу продукции.
Всего пара деталей по ведению домашнего хозяйства, прежде чем мы начнем. На вашем рабочем столе вы увидите несколько ящиков, каждый из которых можно перемещать в соответствии с вашими предпочтениями. Изначально поле для вопросов и ответов находится в левом нижнем углу, но именно здесь вы будете вводить свои вопросы для сеанса вопросов и ответов. Еще одно поле, на которое следует обратить внимание, — это дополнительные ресурсы. Сначала в правом нижнем углу вашего рабочего стола. Эти ресурсы предназначены для удовлетворения ваших информационных потребностей. У нас также есть окно для твитов прямо на рабочем столе, а также список хэштегов, которые вы можете использовать. Не стесняйтесь сообщать в Твиттере о любых интересных моментах прямо оттуда. А теперь, без лишних слов, вот Брэйн Берк.
Брайан:
Спасибо тебе, Майк, за замечательное вступление и особая благодарность компании Design World за организацию сегодняшнего вебинара по этой теме. Я Брайан Берк из Bishop-Wisecarver, и вы можете ознакомиться с обзорной программой на сегодня. Возможно, вы не знакомы с Bishop-Wisecarver, поэтому я расскажу вам о нашей компании и ассортименте производимой нами продукции. Прежде чем перейти к теме нашего вебинара, рассмотрим проектирование систем ограниченного движения для машин и автоматики. В этой презентации приведено довольно много примеров реального применения оборудования и машинного оборудования с использованием криволинейных изделий. Мы рассмотрим стандартные и индивидуальные изделия для криволинейного вращательного и криволинейно-прямолинейного перемещения. Мы рассмотрим, как простые дизайнерские концепции и принципы применимы к этим сложным системам движения.
Bishop-Wisecarver Group — это принадлежащая женщинам семья компаний, сертифицированных WBENC, которая работает с производителями над проектированием и созданием решений для линейного и вращательного перемещения. Сложные сборки на заказ и оптимальные встроенные интеллектуальные системы. В ее состав входят Bishop-Wisecarver Corporation, Black Diamond Manufacturing и WRW Engineering. С помощью этих трех компаний мы интегрируем механические, электрические, программные средства и системы управления. У нас есть опыт проектирования и более чем 60-летний опыт работы. Мы действуем как единая точка обслуживания, что позволяет разрабатывать индивидуальные проекты для повышения эффективности и ускорения вывода продукции на рынок.
Один из способов объяснить продукты, которые мы предлагаем, — это наш эволюционный макет. Вы можете видеть, что это компоненты для комплектных систем. Если посмотреть на левую сторону, то можно увидеть линейки компонентов, таких как DualVee, индивидуальные направляющие колеса, линейные направляющие и опорные механизмы перемещения. Двигаясь ближе к середине, мы создаем узлы для линейных направляющих, и таким образом, это будет наш продукт UtiliTrak и наша продукция LoPro. На правой стороне представлены комплектные системы, в которых эти изделия сочетаются с приводными механизмами, двигателями и другими аксессуарами, включая контроллеры и средства программирования. Если вы посмотрите сверху, у нас есть продукция T Race. T-Race — это семейство продуктов, доступных через Bishop-Wisecarver. BWC является дистрибьютором в Северной Америке с 2015 года.
Bishop-Wisecarver также является эксклюзивным дистрибьютором продукции HepcoMotion в Северной Америке с 1982 года. Взглянув на аналогичную компоновку evolution, вы можете увидеть, что эти продукты доступны в виде компонентов с левой стороны. Отдельные направляющие колеса, кольца и гусеницы. Также узлы ближе к середине объединяются в комплектные приводные системы с правой стороны. Это будет в центре внимания нашей сегодняшней темы — решения для криволинейного движения. У Bishop-Wisecarver есть несколько различных основных брендов и продуктовых линеек, и вы, возможно, видели их в разделе рекламных акций журнала Design World или в Интернете из других источников. Одним из наших самых популярных продуктов являются направляющие колеса DualVee и линейные гусеницы. Это продукты линейного перемещения на основе компонентов. LoPro — это наши линейные приводные системы, которые имеют различные способы привода, ремни, цепи, ходовые винты и шариковые винты.
Линейные направляющие UtiliTrak — это компактные линейные изделия для тяжелых условий эксплуатации. MinVee — это миниатюрные линейные направляющие небольшого размера. QuickTrak — это модульные линейные направляющие на основе т-образных пазов, предназначенные для т-образных рам и конструкций. Линейные направляющие MadeWell, низкой сложности, включая радиоколеса и корончатые ролики. У нас есть новое дополнение к нашей продукции — линейные приводы Signature Motion. Компания Bishop-Wisecarver предлагает довольно много линейных приводов.
Аналогичным образом, у HepcoMotion также есть несколько продуктовых линеек. В частности, линейка продуктов GV3 — это линейные направляющие на основе компонентов. У них есть несколько вариантов исполнения из нержавеющей стали в SL2, кольцевые и гусеничные системы в PRT2 и HDRT для тяжелых условий эксплуатации. У них также есть много различных приводных устройств, которые мы представляем, включая PDU2 и линейки продуктов PSD. Вплоть до комплектных приводных систем, таких как DTS или DTS2 inter ring and track. Как правило, в изделиях HepcoMotion используются направляющие колеса с углом наклона 70 градусов.
Чтобы дополнить наше предложение продуктов, давайте кратко взглянем на T Race. T Race изготавливает линейные направляющие и телескопические направляющие различных конструкций. Двумя основными конструктивными особенностями являются ползуны на основе направляющего колеса и ползуны на основании шаровой опоры. Это могут быть отдельные линейные направляющие или телескопические конфигурации. Наши изделия с линейным и вращательным движением используются на широком спектре рынков и применений. Здесь вы можете ознакомиться со списком некоторых областей, в которых эти продукты могут быть эффективно использованы. Это лишь подтверждает универсальность технологии направляющих колес. На этом обзор компании и знакомство с ассортиментом нашей продукции завершаются.
Я хотел бы начать тему вебинара прямо сейчас: решения для криволинейного движения. Управляемое прецизионное движение чаще всего мыслится в линейной форме. Который широко используется в машиностроении и системах автоматизации. Линейное движение способно перемещаться только по прямой линии. Иногда движение по кривой лучше подходит для конкретного применения. Вращательное движение — это способность перемещаться по кругу, как, например, в случае с поворотными столами. Не всегда необходимо иметь полное кольцо на 360 градусов. Для некоторых применений требуется всего несколько угловых степеней регулировки. Возможно, 30 градусов, 45 градусов или 90 градусов. В этих случаях идеально подходит кольцевая секция или направляющая для изгиба. Линейную направляющую можно комбинировать с криволинейной направляющей для получения криволинейного решения. Это обеспечивает очень широкий диапазон конструктивных решений, от прямолинейных направляющих до овальных или прямоугольных направляющих перемещения.
Все эти продукты основаны на технологии направляющих колес. Направляющее колесо — это специализированный подшипник, содержащий внутренние шарики или ролики с геометрией наружного диаметра v-образной канавки. Колеса обеспечивают достаточную грузоподъемность. Рельс, или колея, представляет собой линейный профиль с соответствующей геометрией рабочей поверхности. Кольца и кольцевые сегменты представляют собой изогнутые профили и сконструированы примерно по тем же формам и размерам, что и линейные направляющие. Таким образом, возможно стыковое соединение изогнутого кольцевого сегмента с линейным рельсом. У систем перемещения на основе направляющих колес есть несколько неоспоримых преимуществ. Наиболее важным преимуществом является протирающее действие, которое возникает во время использования. V-образный элемент на колесе соответствует v-образному элементу на рейке. Если вы посмотрите на рабочую поверхность v-образного колеса, то увидите, что область вблизи v-образного пересечения имеет меньший диаметр, чем область вблизи внешнего диаметра.
Следовательно, когда колесо катится по рельсу, возникает разница в окружной скорости. С каждым оборотом внутренняя v-образная область проходит меньшее расстояние, чем внешняя v-образная область. Разницу в окружной скорости можно назвать градиентом скорости. Когда колесо вращается, оно постоянно вытирается от вершины vee наружу. Естественно, это хорошо работает в чистой среде, но конструкция также является идеальным решением для использования в грязной среде, где самоочищающееся протирание приносит наибольшую пользу.
Вторым главным преимуществом является тот факт, что важнейшие компоненты, шарикоподшипники, расположены внутри направляющего колеса. Они защищены уплотнениями или щитками, которые не пропускают мусор, а внутри, где шарики катятся по внутренним дорожкам качения, предусмотрена консистентная смазка. Эти колесные подшипники смазываются на весь срок службы и не требуют технического обслуживания. Хотя рекомендуется обеспечить легкую масляную смазку на стыке колеса и рельса, чтобы снизить трение. Давайте сравним это с технологией рециркулирующей шариковой линейной направляющей, при которой шарикоподшипник катится непосредственно по открытой линейной направляющей. Любой мусор должен быть удален уплотнителями стеклоочистителя, а попадание грязи приведет к очень быстрому выходу из строя. Профильная направляющая не обеспечивает протирания, и уплотнители должны выталкивать мусор перед шариками.
Еще одним преимуществом технологии направляющих колес является результирующее движение. Обеспечивается очень плавная и бесшумная работа наряду с высокой грузоподъемностью. Высококачественная подшипниковая сталь используется в производстве углеродистой и нержавеющей стали. Металл закален, поэтому он не деформируется при больших нагрузках, и прецизионно отшлифован для обеспечения превосходного качества обслуживания. Результатом является очень низкая адгезия и коэффициент трения. Диаметр колеса относительно большой, поэтому сопротивление вращению колеса очень невелико. Материалы и технология обработки обеспечивают производительность промышленного класса, которая подходит для непрерывного использования. Идеально подходит для автоматизации.
Последним преимуществом является конструкция эксцентрикового подшипникового узла. Эта функция используется для регулировки установки и предварительной нагрузки направляющего колеса на линейный рельс. По мере износа материалов можно вносить коррективы, чтобы продлить срок службы системы. Твердость материала рельса, как правило, мягче, чем у колеса. Большая часть износа будет приходиться на рельс. Когда приходит время заменять компоненты, можно установить новую направляющую, а старые колеса использовать повторно. Сравните это с рельсами линейного профиля, где вы можете купить сменные опорные блоки, но новые блоки будут болтаться при установке на старый, изношенный рельс. Следовательно, для обслуживания профильной рельсовой системы необходимо заменить как опорный блок, так и рельс.
На направляющих колесах типичная установка включает в себя сочетание эксцентрических и концентрических колес. Концентрическое колесо установлено в качестве фиксированной, нерегулируемой точки отсчета данных. Эксцентриковое колесо включает в себя функцию can для регулировки и обеспечивает подгонку к линейному рельсу. Вот сравнительная таблица наиболее популярных конструкций направляющих колес. На диаграмме представлено относительное сравнение нескольких ключевых факторов, которые могут быть полезны при выборе продукта для конкретного применения. Вы можете видеть, что все продукты способны обеспечить хорошие скоростные характеристики, но в других категориях есть различия. Вот сравнительная таблица наиболее популярных конструкций направляющих колес. На диаграмме представлено относительное сравнение нескольких ключевых факторов, которые могут быть полезны при выборе продукта для конкретного применения. Вы можете видеть, что все продукты способны обеспечить хорошие скоростные характеристики, но в других категориях есть различия.
Направляющие колеса выпускаются с различными типами внутренней и внешней конструкции. Наиболее широко используемыми изделиями являются шипованные цапфы колес, в которых несущая секция постоянно прикреплена к резьбовой шпильке. Эти колеса крепятся с помощью сквозных отверстий. Доступны стандартные колесные пластины, или они могут быть прикреплены непосредственно к изготовленному на заказ оборудованию. Другой вид — это тип глухого отверстия. Они крепятся к прочному основанию в глухие отверстия. Глухие отверстия не проходят через материал полностью. Это идеально подходит при работе с очень толстыми монтажными основаниями или когда вам нужно произвести эксцентричную регулировку колес с передней стороны. Существует несколько стандартных размеров направляющих колес. Это уменьшенные версии колес от HepcoMotion. Вы можете видеть, что все они имеют наклонные поверхности под углом 70 градусов. Размеры колес зависят от наружного диаметра и могут варьироваться от 13 миллиметров до 45 миллиметров.
Для этих шипованных колес в комплект поставки входит крепежное оборудование. В линейке HD от HepcoMotion представлены направляющие колеса большей вместимости. В этих изделиях используются рабочие поверхности под углом 90 градусов, а размеры варьируются от 64 мм до 150 мм в наружном направлении. Направляющее колесо самой большой грузоподъемности, диаметром 150 миллиметров, сконструировано с двойным набором роликов для применения при очень высоких нагрузках. Один 150-миллиметровый подшипник может выдерживать нагрузку в 50 килоньютонн, или около 11 000 фунтов силы. Поскольку мы рассматриваем направляющие колеса для тяжелых условий эксплуатации, давайте рассмотрим линейные направляющие, начиная с изделий для тяжелых условий эксплуатации. Линейные направляющие спроектированы с соответствующими 90-градусными рабочими поверхностями. Доступно несколько конфигураций и дополнительных функций. На поверхности, противоположной v-образному отверстию, могут быть добавлены варианты нарезания цилиндрических зубчатых колес и цилиндрической реечной передачи. На нижней поверхности может быть добавлен дополнительный ключ для определения местоположения во время сборки.
Существует два основных размера, включая 25 и 33, в зависимости от толщины углеродистой и нержавеющей стали. Обратите внимание, что текущие диаметры колес могут использоваться с ограниченным количеством типоразмеров рельсов. Основными направляющими, используемыми в системах криволинейного перемещения, являются обоюдоострые направляющие. Существует больше вариантов размеров направляющих с двойным краем, и вы можете ознакомиться с таблицей совместимости направляющих колес. Их называют распорными направляющими с обоюдоострыми краями из-за дополнительного материала под верхней v-образной секцией. Этот дополнительный материал действует как распорка, так что выступы направляющих находятся над монтажной поверхностью, что обеспечивает зазор между направляющими колесами. Существует несколько стандартных сечений шириной от 12 миллиметров до 120 миллиметров. Другим типом линейной направляющей является распорная направляющая с одним краем. Они используются для систем линейного перемещения, где требуется гораздо более широкая установка vee to vee.
Одной из причин установки vee шире друг от друга является соответствие высоким требованиям к моментной нагрузке. Еще одной интересной особенностью является возможность добавления вырезанной зубчатой рейки на заднюю поверхность одной из направляющих. Это отличная особенность, поскольку зубчатая рейка вырезана параллельно v-образной поверхности, что полностью исключает сборку и выравнивание отдельных компонентов. Эти направляющие доступны в стандартных размерах и предназначены для использования с направляющим колесом любого размера, как показано на диаграмме. Последний тип линейного профиля называется плоской дорожкой. Как следует из названия, на нижней стороне у него нет прокладочного материала. Он доступен с одинарной v-образной кромкой или с двойной v-образной кромкой. Эти линейные рельсы отличаются меньшей стоимостью и меньшим весом. Они также изготовлены из высококачественной стали и закалены для долговечности, как и другие гусеницы.
Ключевым преимуществом плоского профиля гусеницы является то, что его можно сворачивать по радиусу. Направляющие колеса способны катиться по изогнутым дорожкам и являются идеальным решением для дверей машин. Вот пример применения дверей машины, направляющихся по накатанной плоской направляющей с V-образными направляющими колесами. Большие створки станка для обработки листового металла перемещаются плавно, даже при воздействии обрабатываемого мусора, такого как металлическая стружка и мелкие частицы. В этом типе применения концентрические направляющие колеса вращаются по верхнему V-образному краю, поддерживая массу двери. Эксцентриковые направляющие колеса регулируются вверх по нижнему V-образному краю и устраняют любой люфт. Это обеспечивает хорошее плотное прилегание к рейке. Вот еще одно применение v-образных направляющих колес и плоских салазок, используемых для направления дверей машин. При таком монтаже плоская направляющая устанавливается на распорки и не поддерживается по всей длине.
Это отличное решение, поскольку зазоры позволяют просачиваться обработанному мусору. Как и в предыдущем случае, направляющие колеса крепятся непосредственно к дверям из листового металла. Однако в этой машине створки перемещаются только линейно. Мы рассмотрели различные профили рельсов и рассмотрели некоторые из их ключевых особенностей. Важно отметить, что все эти профили доступны в нескольких классах точности. Точность определяется на основе дополнительных операций шлифования. Сорт Р3 иногда называют товарным сортом. Эти направляющие не имеют какой-либо шлифовки и поставляются вытянутыми по форме. Во многих случаях класс точности P3 обеспечит приемлемое руководство по качеству. P2 отшлифован на нескольких ключевых поверхностях, включая установочные кромки и v-образные рабочие поверхности.
Это обеспечивает дополнительную точность и плавность хода при одновременном снижении трения. Однако эти операции приводят к некоторым затратам. Марка P1 является самым высоким классом точности и шлифуется на большем количестве поверхностей. Допуск на шлифовку очень жесткий и обеспечивает получение высокоточных деталей с наименьшим трением. Существуют предварительно разработанные пластины каретки для использования с линейными направляющими. Обычно они содержат четыре направляющих колеса с двумя фиксированными концентрическими и двумя регулируемыми эксцентриками. Для герметизации отверстий для крепления колес после сборки и регулировки предусмотрены заглушающие заглушки. Имеются резьбовые отверстия для крепления к оборудованию. Доступно множество стандартных версий. Каретки для линейных рельсов несовместимы с криволинейными кольцевыми секциями. Существуют специальные каретки, способные переходить от кривой к линейной.
Для кривых только одного радиуса и только в одном направлении каретки называются фиксированными сенсорными каретками. Последний тип каретки — это тележечная тележка, которая способна перемещаться по различным радиусам и в нескольких направлениях. Для колец и криволинейных профилей существует множество стандартных конфигураций, исполнений и опций. Предварительно разработанные версии имеют поперечные сечения, соответствующие линейным направляющим, что позволяет комбинировать прямолинейное и криволинейное движение. Кольца имеют v-образные поверхности для использования с направляющими колесами и каретками в сборе. На диаграмме справа показаны некоторые стандартные кольца с двойными v-образными краями. Число R соответствует размеру vee to vee, а второе значение — диаметру отверстия для крепежного болта. В стандартной комплектации они доступны в полных вариантах с поворотами на 360 градусов, 180-градусных и 90-градусных секциях.
Конечно, может быть предоставлен любой индивидуальный ракурс или функция. На этих изображениях это немного трудно разглядеть, но есть варианты добавления зубьев шестерни к кольцам с двойными v-образными кромками. Зубья шестерни добавляются к разделительной секции под выступами, и это может быть сделано либо по наружному диаметру, либо по внутреннему диаметру. Ведущая шестерня может поворачивать само кольцо и все, что к нему прикреплено, или шестерня может вращать каретку вокруг неподвижного кольца. Одним из основных типов колец является кольцевой диск. Они изготовлены из цельного пластинчатого материала и очень полезны при использовании поворотных столов в тяжелых условиях эксплуатации или при требованиях к креплению. Они могут иметь дополнительный профиль зубьев зубчатого колеса для привода шестерни. На рисунке справа показана концепция изготовления детали, в которой кольцевой диск используется для сверления угловых отверстий в заготовке.
Более типичными являются кольца с полыми центрами. Мы уже кратко рассмотрели двойные v-образные кольца, но есть и другие стандартные варианты, включая внутреннее v-образное кольцо и внешнее v-образное кольцо. Оба они имеют v-образные поверхности на одном краю и плоские поверхности на противоположном краю. Всегда есть возможность добавить зубья шестерни к поверхности, противоположной vee. Зубья шестерни на кольцах с одним краем очень прочные, поскольку зубья могут быть длиннее для большего зацепления с шестерней. Вот краткий обзор доступных стандартных внешних v-образных колец. Обратите внимание на расположение ведущей шестерни и опорных подшипников направляющего колеса. Как видно из этих рисунков, кольца могут устанавливаться на колеса различных типов, включая стандартные версии с шипами и типы глухих отверстий.
Просто для сравнения, вот стандартные внутренние v-образные кольца. Вы можете видеть, что ведущая шестерня будет расположена на внешней поверхности. Несущая способность кольцевой системы определяется в зависимости от размера и количества колесных подшипников. Вам потребуется минимум три колесных подшипника, чтобы поддерживать и сжимать кольцо. Обычно для монтажа системы используются два неподвижных концентрических колеса и один или несколько регулируемых эксцентриковых подшипников. Не рекомендуется использовать в общей сложности более восьми направляющих колес, поскольку вы не можете гарантировать, что каждое колесо выдержит равную нагрузку. Вот приложение для колец на основе vee-направляющих колес. Это изображение взято с выставочного стенда, используемого немецким автопроизводителем. Они использовали пару обоюдоострых колец с внутренними зубчатыми колесами для приведения жидкокристаллических экранов в круговое движение. Экраны крепятся к кольцам, и кольцевой узел поворачивается. Вы можете видеть, что они использовали по четыре опорных подшипника на каждый.
Материал из нержавеющей стали и прецизионная шлифовка делают это применение чистым и захватывающим. Просто небольшое замечание об ограничениях по размеру. Их там вообще нет. Кольца диаметром примерно до 1,8 метра могут быть изготовлены из цельного куска стали. Однако кольца любого диаметра могут быть изготовлены секциями и скреплены болтами на опорных опорах. Могут быть изготовлены и установлены очень большие системы перемещения. Кольцевые секции, состоящие из нескольких частей, также обеспечивают стандартную транспортировку. Представьте, что вы пытаетесь отправить шестиметровое кольцо. Вот пример некоторых приложений с большими кольцами, выполненных в нескольких секциях. Это иллюстрация того, как спроектированы кольцевые секции и как они собираются в полевых условиях в конструкцию задней панели. Все секции закреплены на месте и скреплены болтами. С помощью этого метода можно изготавливать очень большие сборки.
Вот сборка большого кольца с использованием конструкции многосекционной задней пластины в сборе. Кольцо имеет наружный v-образный вырез и внутренние зубья шестерни. Они изготавливаются по индивидуальным спецификациям, и никаких стандартизированных размеров не существует. Однако стандартные направляющие колеса и сопутствующие аксессуары предназначены для работы. Вот промышленное применение большого кольца для автоматической термоусадочной упаковки поддонов. Тележка с приводом от стеллажа перемещается вокруг поддонов с продуктом для нанесения пластиковой пленки. Теперь, когда мы разобрались с линейными направляющими и кольцевыми участками, давайте объединим их в криволинейные решения. В некоторых приложениях требуется движение только с нескольких сторон. Профиль считается открытым путем. Карета может двигаться по пути, но должна дать задний ход, чтобы вернуться в исходную точку.
Противопоставьте открытый контур замкнутому контуру. В замкнутом контуре каретка может проделать полный путь в одном направлении. Когда имеется много тележек, соединенных вместе по замкнутому контуру, многие производственные операции могут выполняться одновременно, что обеспечивает высокую степень автоматизации. Чтобы получить эти профили движения, мы должны соединить прямые участки с криволинейными участками. Сначала давайте посмотрим на меньшие секции гусениц и колец, обычно до размера R76. Когда кольцо предназначено для крепления к прямому рельсу, важно, чтобы они были спроектированы и изготовлены одновременно. Это происходит из-за прецизионного процесса шлифования. Детали должны быть выполнены с предельной точностью от края до края, чтобы они плотно прилегали друг к другу, а соединения были максимально идеальными.
Другим важным соображением является добавление функций настройки. В соединениях используется стальная шпонка, которая находится внутри шпоночного отверстия. Установочные винты используются с обеих сторон и прижимаются к шпонке, что позволяет обеспечить точное выравнивание деталей. Этот метод может быть использован на всех участках криволинейного решения. Для кольцевых секций большего размера в изделиях HD используется аналогичное решение. Кольцевой и линейный профили обычно крепятся к опоре задней панели для обеспечения зазора. Соединительные блоки и установочные штифты помогают выровнять их по форме ключа. Для точного выравнивания секций также предусмотрены крепежные винты. Они могут быть изготовлены для очень больших применений. Показан пример реальной сборки с человеком для измерения масштаба. Фоновая фотография отредактирована, но мужчина настоящий и не масштабирован.
Давайте еще раз взглянем на распространенные конфигурации. Ранее мы вкратце упоминали об открытом профиле. В этом дизайне кривая и прямая не повторяют полную петлю. Конечно, секции соединяются друг с другом таким же образом. Давайте рассмотрим некоторые приложения. На изображении справа вы можете увидеть открытый профиль для тяжелых условий эксплуатации с использованием направляющих коммерческого класса. Коммерческие сорта не подвергаются точному измельчению и в большинстве случаев могут обеспечить достаточную точность. В этой системе движение обеспечивается кареткой с реечным приводом в сборе. Вы можете видеть синий приводной двигатель, прикрепленный к каретке. Зубья шестерни расположены под двойными v-образными кромками на распорной секции. Возможно, вам интересно, могут ли зубья шестерни переходить от прямых к кривым? Да. Профиль зубчатого колеса может быть выполнен в соответствии с профилем.
Вот еще одно приложение с открытым профилем. Этот также имеет Г-образную направляющую конструкцию для крепления пневматической дрели, используемой для сборки дверной и оконной фурнитуры. Вы можете видеть, как точно инструмент перемещается по обрабатываемой детали. Движение обеспечивается ручным способом. В качестве нашего последнего примера управляемого движения с открытым профилем приведем контроллер станка, установленный на подвесном рельсе. Это также Г-образный узел, который перемещается оператором вручную таким образом, чтобы он мог видеть машину и управлять ею с различных точек обзора. Наиболее популярным типом криволинейного движения является овальная система. Мы называем это конфигурацией кольца и дорожки, потому что они состоят из двух кольцевых сегментов под углом 180 градусов, соединенных с линейной дорожкой. Конкретные диаметры разрабатываются заранее, но прямые секции могут иметь индивидуальную длину. Как мы уже обсуждали ранее, существует множество стандартных размеров и диаметров колец для широкого спектра применений.
Это приложение для изготовления труб, в котором работа резака автоматизирована с использованием кольцевой и направляющей систем. Устройство машины простое. Узел крепится к трубе, и инструмент neumatic приводит шестерню в движение по овальной форме. Резак направляется вертикально на дополнительных линейных направляющих подшипниках. Резак обводит рисунок, чтобы вырезать отверстие в трубе. Система кольцевого и гусеничного движения может приводиться в действие различными способами. Наиболее распространенным методом является использование зубчатых ремней. Глядя на левую сторону, вы можете видеть, что направляющие рельсы прикреплены к алюминиевой экструзии в качестве базовой опорной конструкции. Пластины каретки могут приводиться в движение по овальной форме, если они прикреплены к приводному ремню. Для обеспечения движения имеются главный приводной шкив и промежуточный шкив.
Существует несколько конструкций каретки и несколько способов крепления ремня. Каретки на изображении представляют собой каретки с моментной нагрузкой, которые имеют дополнительные опорные подшипники для больших усилий, направленных вниз. На изображении также показан механизм блокировки каретки, который может значительно повысить точность позиционирования каретки в определенных местах. Эти сложные системы перемещения часто привязываются к нескольким рабочим станциям, а затем приостанавливаются для выполнения роботизированных операций. Эта машина является выставочным примером автоматизации, но последствия очень реальны. В этом случае оборудование используется для нанесения этикеток со штрих-кодом на упаковку коробок с высокой скоростью. Система small oval предназначена для демонстрационных целей, но в реальной среде автоматизации продукты можно было бы собрать и поместить в коробчатую упаковку. Оборудование этого типа способно к непрерывной работе с очень коротким временем цикла.
Чтобы обеспечить пространство для необходимых производственных операций и оборудования, иногда кольцевая и путевая системы становятся очень большими. Показанные здесь системы все еще находятся в процессе сборки, но вы можете увидеть большое количество узлов каретки. Система такого размера способна обеспечивать очень высокую производительность сквозных вводов. Это пример применения автоматизированной сборки электрических компонентов. Основной механизм основан на кольцевой и гусеничной системе с ременным приводом. Однако они не использовали стандартные таблички на вагонах. Вместо этого они использовали модифицированные каретки, которые функционируют как рабочие крепления. Вот еще один пример. Эта машина является прекрасным примером непрерывного производства многочисленных операций. Машина обрабатывает показания для духовых инструментов и завершает все этапы производства.
Заготовки загружаются в машину с помощью вибрационного чашеобразного питателя. Завершено несколько операций фрезерования и шлифования. Конструктор машины создал свой собственный приводной механизм, основанный на стальной цепи и звездочках. На следующем слайде представлено видео работы этого приложения.
Автомобильное производство обычно требует большого количества деталей со сложными операциями. Система, показанная здесь, используется для сборки амортизаторов. Вы можете видеть большое количество деталей в процессе производства. Система индексирует различные рабочие станции, на которых выполняются сборочные операции. Следующий слайд содержит видео с другим приложением для сборки автомобилей.
Кольцевые и гусеничные системы Leger могут быть созданы при использовании углов 90 градусов. Конечным результатом является прямоугольная система. Имеется один основной приводной шкив, а остальные выполняют функцию холостых ходов. Эти системы перемещения могут быть довольно большими. Эта система была создана для упаковки бритвенных лезвий для известного международного бренда. Система включает в себя систему фиксации каретки для обеспечения точного позиционирования на каждом рабочем месте. Обратите внимание на вторую прямоугольную систему на заднем плане. В некоторых приложениях дополнительные операции могут выполняться во вторичном цикле обработки. Возможно, некоторые процессы имеют более длительное время цикла, или дополнительные компоненты должны быть подготовлены в очереди. Роботизированная передача может происходить между системами перемещения.
В более новой версии управляемой криволинейной системы перемещения используются каретки, соединенные ремнем, приводимые в движение спиралью. Подшипник на каждой каретке входит в зацепление со спиралью прокрутки и протягивается насквозь. Несколько кареток задействованы в спирали одновременно, а остальные каретки соединены вместе наподобие велосипедной цепи. Сама спираль приводится в движение зубчатым ремнем к двигателю. Спираль обеспечивает очень мощный, точный и динамичный привод. Эти системы имеют меньшее количество общих компонентов по сравнению с предыдущей версией, что приводит к снижению стоимости. Он также может обладать более высокой движущей силой при более высокой скорости для более быстрой индексации. Они могут быть выполнены в овальной и прямоугольной конфигурациях. Однако есть несколько недостатков. При очень большой длине системы с более чем 40 каретками может потребоваться дополнительный привод прокрутки. Эта технология может обеспечить точность позиционирования в 0,2 миллиметра, или около восьми тысячных дюйма.
С добавлением системы фиксации каретки вы можете рассчитывать на плюс-минус 0,01 миллиметра, или около восьми десятитысячных дюйма. Вот несколько изображений систем, управляемых прокруткой. Сама спираль изготовлена из прочного полимерного материала, который обрабатывается с учетом определенного шага кареток. Система справа включает в себя систему блокировки каретки для более точного позиционирования. Вы можете видеть, что ремни расположены над центральной линией рельса, или направляющего пути. Это позволяет исключить привод в узлах холостых шкивов и кассетах подшипников.
Здесь показаны некоторые дополнительные виды. На изображении слева показана сторона каретки, на которой установлен подшипник. Это подшипник, который входит в зацепление с приводом прокрутки. На верхнем правом изображении показан подшипник каретки в момент начала зацепления. Когда требуется несколько приводных прокруток, как, например, на нижнем правом изображении, обе могут приводиться в действие от одного двигателя. Двойные прокрутки могут быть синхронизированы с помощью ремней, что обеспечивает синхронное вращение. Следующий слайд — это видео, демонстрирующее привод прокрутки в действии. Вы можете видеть, что это обеспечивает очень плавное движение, а затем, после этого, в другом видео будет показано быстрое ускорение и возможности индексации.
Последнее приложение, которым я хотел бы поделиться с вами сегодня, относится к автомобильной промышленности. Эта машина используется для крепления автомобильных фар к потолку. Он оснащен 24 креплениями, которые могут быть расположены таким образом, чтобы можно было выполнять операции по размещению компонентов. Каждое приспособление крепится к подвижным кареткам. Все они индексируются вместе, и одновременно выполняется несколько операций сборки. Прямоугольная форма была необходима для размещения оборудования в центральной части машины. Двойные приводы прокрутки соединены вместе ремнем для обеспечения движения.
На этом основное содержание нашего сегодняшнего вебинара завершается. Сегодня мы рассмотрели проектирование систем curve motion для машиностроения и автоматизации. Мы рассмотрели многие стандартные и индивидуальные продукты для криволинейных вращательных и криволинейно-прямолинейных перемещений. Мы увидели, что некоторые из этих конструкций очень просты, а концепции и принципы могут быть встроены в сложные системы движения. Конечно, мы снабдили его множеством примеров применения в реальном мире, показывающих, как эти продукты используются в автоматизации. Сегодня мы также включили краткий обзор Bishop-Wisecarver Group в качестве введения и ассортимента нашей продукции. Как всегда, я также хотел бы поблагодарить журнал Design World и нашего ведущего Майка Сантору. Благодарю вас.
Майк:
Еще раз спасибо тебе, Брайан. Для всех наших слушателей напоминаем, что этот вебинар доступен по адресу designworldonline.com , а также по электронной почте. Вы также можете твитнуть с помощью #DWWebinar. Вы также можете связаться с Design World через любую из ваших любимых социальных сетей: Facebook, LinkedIn, Twitter и так далее. Наконец, конечно, вы можете обсудить это на engineeringexchange.com . Еще раз благодарю всех вас за посещение этого вебинара от Design World.
Свежие комментарии