Spesso si presume che sia necessaria una nuova tecnologia per ottenere miglioramenti in termini di velocità, precisione e operazioni, ma applicare un pensiero innovativo alle tecnologie mature può portare a benefici reali. La pneumatica può certamente essere considerata una tecnologia matura. Ha iniziato ad essere ampiamente adottata nel settore dell'automazione negli anni '60. Le valvole a solenoide sono arrivate negli anni '70, guidate dalle prime generazioni di controllori logici programmabili (PLC).
Oggi stiamo assistendo all'integrazione continua dell'elettronica che crea dispositivi intelligenti integrando app software, raccolta dati, comunicazioni di rete e diagnostica integrata di apprendimento automatico per la manutenzione predittiva, il miglioramento della qualità e la riduzione dell'energia.
I prodotti pneumatici sono diventati più piccoli e più precisi nel tempo, ma non sono solo le caratteristiche fisiche che possono essere migliorate quando si considerano tecnologie mature. Fattori umani come usabilità, comodità e sicurezza sono aree tangibili per lo sviluppo e il miglioramento. Anche i tempi di assemblaggio e costruzione della macchina, i costi di messa in servizio in loco e i tempi di manutenzione sono aree in cui un approccio innovativo può essere applicato, oltre agli aspetti di dimensioni, prestazioni e costi della tecnologia.
Prendiamo ad esempio gli interruttori dei sensori di cilindri. Questi dispositivi sono montati sulla maggior parte dei cilindri pneumatici e forniscono un feedback del sensore. Sono utilizzati più frequentemente quando il cilindro raggiunge le sue posizioni finali di avanzamento o ritrazione e, meno frequentemente, in posizione intermedia - ad esempio, quando un movimento del cilindro ha superato una posizione di sovrapposizione.
Gli interruttori dei cilindri vengono attivati da un magnete ad anello o da una striscia magnetica contenuta all'interno del pistone all'interno del cilindro. Il flusso magnetico si estende oltre il cilindro in materiale non magnetico e indica la sua prossimità. Un design intelligente e simulazioni CAE consentono di ottimizzare la forza e la forma del flusso per abbinare i cilindri e i sensori di un produttore per un'operazione affidabile. L'abbinamento è una fase importante che minimizza il potenziale per i campi magnetici degli attuatori adiacenti, montati in prossimità l'uno dell'altro, di attivare o bloccare il rilevamento affidabile dei sensori adiacenti.
Potrebbe sembrare che questi dispositivi siano così ben compresi e così diffusi che non ci sia spazio per miglioramenti. Tuttavia, hanno ancora alcuni svantaggi.
Le sfide di installazione per i sensori di cilindri
Il lavoro di bypass utilizzato da coloro con esperienza è quello di configurare lo switch approssimativamente sul banco e poi fare l'impostazione finale facendo ciclare il cilindro in-situ sulla macchina. Ancora una volta, ciò che è un lavoro facile sul banco può essere molto più difficile nella pratica, specialmente quando è necessario accedere all'interno delle protezioni della macchina, in altezza o in posizioni di difficile accesso. In queste circostanze, l'accesso alla posizione della chiave Allen del sensore, l'aggiustamento e l'osservazione del LED indicatore possono essere problematici.
Montare un sensore di cilindro sul banco è semplice. Lo switch del sensore si inserisce dal tappo finale o viene fatto scivolare nella fessura del sensore dall'alto. È quindi una questione semplice regolare la sua posizione per riflettere il punto di commutazione richiesto. Ciò richiede di portare la barra del pistone/pistone nella posizione finale e quindi, con una batteria o un'alimentazione collegata al sensore, spostarlo fino a quando l'indicatore di posizione LED mostra che è nella posizione di uscita corretta. Per una ripetibilità affidabile, è bene evitare di impostare ai bordi della finestra di commutazione perché può causare problemi in seguito. La posizione di commutazione ottimale è a metà della isteresi di posizione di rilevamento.
Questa è un'operazione rapida e semplice - fino a quando l'attuatore viene installato nella macchina. A questo punto diventa impossibile sapere esattamente dove si trova fisicamente il magnete all'interno del pistone rispetto al cilindro esterno. Spesso è anche difficile determinare le posizioni finali dell'attuatore. Il risultato è un dispositivo che non funziona correttamente. Comunemente, o la pressione dell'aria comprime l'ammortizzazione in elastomero alla fine della corsa oltre la posizione di pressione ambiente, o il cilindro non arriva esattamente alla sua posizione finale a causa di fermi esterni. Le conseguenze di una cattiva impostazione dell'ammortizzazione includono usura del cilindro, rumore e vibrazioni.
Le sfide di installazione per i sensori di cilindri
Questa impostazione finale e l'aggiustamento dei sensori di cilindri, insieme ai controlli di flusso di regolazione della velocità e all'ammortizzazione dell'aria regolabile alla fine della corsa del cilindro, richiedono un considerevole quantitativo di tempo e possono portare a prestazioni subottimali. Tuttavia, la configurazione finale può fare una grande differenza per l'affidabilità a lungo termine e la durata operativa.
