Мы часто предполагаем, что для достижения улучшений в скорости, точности и операциях требуется новая технология, но применение инновационного мышления к зрелым технологиям также может приносить реальные выгоды. Пневматика, безусловно, может рассматриваться как зрелая технология. Она начала широко применяться в секторе автоматизации в 1960-х годах. Соленоидные клапаны последовали в 1970-х годах, под влиянием ранних поколений программируемых логических контроллеров (ПЛК).
Сегодня мы видим постоянное интегрирование электроники, создающее умные устройства, интегрирующие программные приложения, сбор данных, сетевые коммуникации и встроенную диагностику машинного обучения для предиктивного обслуживания, улучшения качества и снижения энергопотребления.
Пневматические изделия стали меньше и точнее со временем, но усовершенствование зрелых технологий не касается только физических характеристик. Человеческие факторы, такие как удобство использования, удобство и безопасность, являются конкретными областями развития и улучшения. Сборка машин, времени настройки на месте и времени обслуживания также являются областями, где можно применить инновационный подход, превышающий аспекты размера, производительности и стоимости технологии.
Возьмем в качестве примера датчики концевых положений цилиндров. Эти устройства устанавливаются на большинстве пневматических цилиндров и предоставляют обратную связь с датчиками. Они наиболее часто используются, когда цилиндр достигает своих передних или задних конечных положений, и, реже, в промежуточном положении - например, когда движение цилиндра прошло позицию перекрытия.
Датчики цилиндров срабатывают от кольцевого магнита или магнитной полосы, находящихся внутри поршня внутри барреля цилиндра. Магнитный поток простирается за пределы немагнитного барреля цилиндра и указывает на его близость. Изобретательный дизайн и CAE-симуляции позволяют оптимизировать силу и форму потока для соответствия цилиндрам и датчикам производителя для надежной работы. Сопоставление является важным этапом, который минимизирует потенциал магнитных полей смежных приводов, установленных вблизи друг от друга, для срабатывания или блокирования надежного датчика смежных датчиков.
Может показаться, что эти устройства настолько хорошо изучены и настолько распространены, что нет места для улучшений. Однако у них все еще есть некоторые недостатки.
Проблемы установки датчиков концевых положений цилиндров
Установка датчика концевого положения цилиндра на стенде проста. Датчик переключается на место из крышки или опускается в паз датчика сверху. Затем просто регулируется его положение, чтобы отразить требуемую точку переключения. Для надежной повторяемости следует избегать установки на краях окна переключения, так как это может вызвать проблемы позже. Оптимальное положение переключения находится посередине в пределах гистерезиса сенсорной позиции.
Это быстрая и простая операция - пока привод не установлен на машину. В этот момент становится невозможно точно знать, где физически находится магнит внутри поршня относительно внешнего барреля. Часто также трудно определить конечные положения приводного устройства. Результатом является неправильная работа устройства. Обычно либо воздушное давление сжимает эластомерную амортизацию в конце хода за пределы позиции атмосферного давления, либо цилиндр не доходит до своего конечного положения из-за внешних остановок. Последствия неправильной настройки амортизации включают износ цилиндра, шум и вибрацию.
Обходным путем, используемым теми, кто имеет опыт, является установка переключателя примерно на стенде, а затем окончательная настройка путем циклического движения цилиндра на машине. Опять же, то, что легко делается на стенде, может быть намного сложнее на практике, особенно когда требуется доступ внутри ограждения машины, на высоте или в труднодоступных местах. В этих обстоятельствах доступ к позиции ключа Allen датчика, регулировка и наблюдение за индикатором LED могут быть проблематичными.
Эта окончательная настройка и регулировка датчиков цилиндров, вместе с регулировкой скорости потока и регулируемой воздушной амортизацией концевого хода цилиндра, занимает значительное количество времени и может привести к субоптимальной производительности. Однако окончательная настройка может сделать большую разницу для долгосрочной надежности и срока службы.
