Pot do pravega prijemala

01.09.2020

S pravim prijemalom je mogoče izboljšati zmogljivost, čas delovanja stroja in varnost. Pri izbiri prijemala pa je vsekakor treba upoštevati vse obratne in konstrukcijske dejavnike. Pri nakupu pnevmatskih prijemal je ključnega pomena naslednjih osem kriterijev.

Za sisteme avtomatizacije pick-and-place v avtomobilski, farmacevtski in elektronski industriji ter industriji potrošnih dobrin je na voljo velik izbor prijemal. Številni tipi prijemal, ki imajo različno velikost, funkcije in način delovanja ter so namenjeni za različna delovna okolja in zahteve, pa nas lahko zmedejo. Konstruktorji morajo skrbno pretehtati vse spremenljivke, saj ni dovolj, da samo kupijo prijemalo s police ali iz kataloga.

Pnevmatska in električna prijemala opravljajo tri osnovne naloge: prenos, poravnavo in držanje delov na mestu med samim delovnim postopkom. Zadnja naloga je občutno zahtevnejša, saj mora prijemalo del ne samo držati, temveč tudi vzdržati sile, ki nastanejo pri vrtanju, stiskanju ali označevanju.

Pri izbiri pravega prijemala je treba upoštevati naslednjih osem kriterijev:

Zahteve za delovanje
Konstruktorji in sestavljavci sistema morajo celostno pregledati vse procese v proizvodnem podjetju, da se lahko v prvem koraku odločijo med električnim in pnevmatskim prijemalom.

* Električna prijemala: električna prijemala delujejo veliko bolj tiho kot pnevmatska. Primerna so za uporabo v okoljih, občutljivih na onesnaževanje, na primer v živilski, farmacevtski in elektronski industriji. Takšna prijemala lahko poleg tega zagotovijo tudi povratne informacije o njihovem delovanju ali informacije o prijetem delu. Električna prijemala je enostavno namestiti in jih je s standardnim ožičenjem mogoče priključiti neposredno na krmilni sistem/PLC.
* Pnevmatska prijemala: prednosti pnevmatskih prijemal sta njihova hitrost aktiviranja in kompaktna izvedba. Pnevmatska prijemala delujejo veliko glasneje kot električna in zagotavljajo manj povratnih informacij krmilnemu sistemu (del vpet, odprt ali zaprt). Čeprav je nakup pnevmatskega prijemala cenejši, ima precej skritih stroškov. Za priključitev na krmilni sistem ali PLC so potrebni napeljava zraka, filtri, armature, ventili, kompresor itd. Trenutno je več kot 95 odstotkov prijemal v industriji pnevmatskih.

FOTO: DESTACO

Delovno okolje
V najširšem smislu obstajata dve vrsti delovnih okolij:

* čisto okolje: tukaj je treba paziti, da s prijemala ali iz njegove notranjosti nič ne prihaja v delovno okolje, kar bi lahko kontaminiralo obdelovance ali snovi, ki jih je treba obdelati. Za takšne pogoje obstajajo prijemala za čiste prostore s certifikatom. Takšna prijemala imajo običajno sesalne priključke. Ti ustvarijo rahel podtlak, ki v prijemalo posesa čisti zrak iz okolice;
* nečisto okolje: v nečistem okolju mora biti prijemalo za pravilno delovanje zaščiteno pred zunanjim onesnaženjem iz delovnega okolja.

Številni modeli pnevmatskih prijemal imajo priključke za izpiranje. Ti imajo dvojno funkcijo: preprečujejo vdor umazanije in se lahko dodatno uporabljajo tudi za mazanje. S pomočjo mazalk lahko izpustite umazano mazivo in/ali dodate sveže mazivo.

Tesnjenje/zaščita 
Standardizirani ali ščitniki po naročilu (ali tesnila) v nečistem okolju notranjost prijemala zavarujejo pred umazanijo. V čistem okolju preprečujejo izhajanje maziva in drugih primesi iz notranjosti prijemala. Ščitniki prijemal so na voljo v različnih oblikah in materialih (preprosta oblikovana pločevina, fleksibilne objemke in mehovi, strgalna tesnila itd.). Za uporabo v izredno vročih ali nečistih okoljih so na voljo primerna pnevmatska tesnila in kovinska tesnila.

Specifikacije
Izvedba in konstrukcija prijemal vplivata na celotno zmogljivost v vsakem proizvodnem okolju.

Pomemben dejavnik pri izbiri je dolžina prstov. Predolgi prsti lahko povzročijo stisk prijemala. Drugi dejavnik je sila prijema. Preveč sile del poškoduje; če pa je sila prijema premajhna, obdelovanec pade navzdol. Zelo pomemben je tudi hod prijemala. Predolgi hod zapravlja čas delovanja; če je ta prekratek, pa del ni pravilno prijet ali odložen.

Proizvajalec običajno navede podrobne specifikacije za vse modele prijemal. Če se pogoji in zahteve uporabe ne ujemajo s specifikacijami prijemala, se vsekakor posvetujte z inženirjem. Ta ima strokovno znanje za izbiro pravega prijemala za določeno uporabo. Pozna lastnosti delovanja in morebitne pomanjkljivosti prijemala ter zna poiskati pravi kompromis med funkcijo prijemala, uporabo in proračunom.

Mehanizem čeljusti 
Izbira mehanizma čeljusti je odvisna od zahtev pri posamezni aplikaciji. Glede na aplikacijo so na voljo naslednji običajni mehanizmi čeljusti:

* aplikacije z velikimi sunkovitimi obremenitvami: za takšne namene so primerni drsni ali klinasti ležaji z veliko kontaktno površino. Sem spadajo ravni ležaji od površine do površine in cilindrični ležaji (puše). Takšni mehanizmi so dolgoročno izjemno odporni na udarce, pri dovoljeni uporabi ostanejo zelo natančni in nudijo odlično oporo čeljusti. Običajno jih glede na obrabo ni treba prilagajati ali pa samo nekoliko;
* zelo natančne aplikacije z malo trenja: za takšno uporabo so primerni linijski kontaktni valjčni ležaji. Ta vrsta ležajev z nizkim trenjem vključuje križne valjčne ležaje in dvojne V ležaje. Te ležaje je mogoče predhodno nastaviti in prilagoditi od zunaj, kar omogoča zelo enostavno vzdrževanje. Ti mehanizmi so primerni za aplikacije, kjer prsti ne smejo imeti nobene stranske rege. Zasnova z nizkim trenjem omogoča tudi nadzorovano nastavitev sile prijema z regulacijo zračnega tlaka;
* precizne aplikacije z nizkim zračnim tlakom: za precizne aplikacije so primerni kroglični ležaji s točkovnim stikom. Takšni mehanizmi delujejo pri zelo nizkem zračnem tlaku in so primerni za aplikacije, ki zahtevajo mirna, enakomerna gibanja. 

Prenos moči
S prenosom moči je mišljen mehanizem, ki moč iz zračnih batov v notranjosti prijemala prenaša na čeljusti, tako da se te odpirajo in zapirajo ter ustvarjajo silo prijema. Aplikacije z visokim razmerjem med silo prijema in velikostjo: za aplikacije, kjer je potrebna velika sila prijema z omejenim prostorom, je primerno prijemalo z dvojnim klinastim pogonom. Klinasti mehanizem ponuja veliko površino za prenos moči na čeljusti z enakomerno porazdelitvijo moči. Običajna zasnova z enim batom omogoča veliko razmerje med silo prijema in velikostjo. Zaradi značilne sinhronizacije gibanja čeljusti/prstov so dodatne komponente nepotrebne. Mehanizem z dvojnim klinom je zelo močan in odporen na udarce.

* Stroškovno ugodna vzporedna prijemala: s tem mehanizmom z direktnim pogonom je bat prek zatiča ali palice neposredno povezan s čeljustjo. Tak mehanizem ima običajno dva bata in vzvodje za sinhronizacijo čeljusti. Mehanizem je preprost, poceni in enostaven za zaščito.
* Stroškovno učinkovita kotna prijemala: številna kotna prijemala za prenos moči na čeljusti uporabljajo odmični pogon z neposrednim, sinhroniziranim prenosom moči in linijskimi kontaktnimi ležaji. Mehanizem ima po eno vrtilno točko na čeljust in minimalno premičnih delov. Mehanske prednosti odmikača omogočajo veliko silo prijema pri relativno kompaktni zgradbi.
* Izredno precizne aplikacije z visoko natančnostjo ponovitve: za precizne aplikacije se pogosto uporablja pogon prek zobate letve. Zaradi enakomernega, sinhroniziranega delovanja pogona prek zobate letve na delih pogona praktično ni obrabe. Pri dovoljeni izvedbi pogona prek zobate letve po vgradnji na čeljusti ni rege ali pa je ta minimalna. Pogon prek zobate letve je zelo primeren tudi za prijemala brez sinhronizacije čeljust.

Na splošno se pri prijemalih za uresničevanje ustreznih parametrov zmogljivosti za najrazličnejše aplikacije kombinirajo različne vrste površin čeljusti in prenosov moči.

Izvedba prstov in metoda prijema
Varnost mora biti vedno na prvem mestu, to pomeni, da je potrebno preprečevanje padca dela pri izpadu stisnjenega zraka. Posebno pozornost zahteva tudi material prstov prijemala, saj lahko na izdelku zlahka pustijo sledi. Torej namesto aluminijastih ali jeklenih prstov se lahko uporabljajo prsti iz najlona delrina, plastike ali podobnega. Uretanske blazinice na prstih prijemala so primerne za rokovanje s krhkimi deli.

Uporabnik ima možnost izbire med različnimi načini prijema. Tukaj je nekaj najpogostejših metod:

* trenje: to je najpogostejša metoda prijema, kjer kontaktne površine zaradi torne sile zadržijo obdelovanec. Tukaj je pomemben vgrajen varnostni mehanizem, da del v primeru izpada stisnjenega zraka ne pade navzdol. Za oljnate ali mastne dele torni prsti niso primerni;
* oblika: pri tej metodi so prsti oblikovani tako kot del, ki ga je treba obdelati, tj. okroglo za okroglo. V primeru odpovedi stisnjenega zraka del običajno ne more pasti. Razen če teža dela presega silo prijema;
* zaprto: to je na splošno najvarnejši način prijema. Prsti so oblikovani kot del, tj. pravokotno za pravokotno. Pri tej metodi prsti primejo del ali pa se mu samo približajo, pri čemer ogrodje zadrži del na mestu. V primeru odpovedi stisnjenega zraka del ne pade, razen če je podvržen zunanji sili.

Dodatni varnostni elementi
Obstajajo različni načini za preprečevanje nehotenega ločevanja dela in prijemala v primeru odpovedi stisnjenega zraka in s tem odpravljanje nevarnosti poškodb dela ali stroja.

Ena od možnosti je notranja vzmet, ki predhodno napne bat in tako zadrži prste/čeljusti na delu. Druga možnost je, da na priključke pritrdite dodatne zunanje varnostne ventile, ki v odprtem ali zaprtem položaju blokirajo dovod stisnjenega zraka do prijemala. Tretja možnost so blokade pred spustom, ki se pri izgubi stisnjenega zraka samodejno namestijo na vodilne palice čeljusti.

Svetovanje
Specialist za gibanje, nameščanje in krmiljenje v industrijski avtomatizaciji Destaco z blagovno znamko Robohand ponuja veliko izbiro izdelkov in rešitev za vse možne panoge, kot so prijemala iz nerjavnega jekla za živilsko industrijo, miniaturni izdelki za uporabo v čistih prostorih v farmacevtski industriji in rešitve za rokovanje z materiali za velike obremenitve v avtomobilski industriji. Obstaja široka paleta pnevmatskih prijemal, ki opravljajo isto funkcijo. Od značilnosti in zmogljivosti posameznih prijemal pa je odvisno, ali so dolgoročno primerna za posamezno uporabo. Pravilna izbira je ključnega pomena za varnost, delovanje in dolgo življenjsko dobo aplikacije za avtomatizacijo. Pri morebitnih vprašanjih glede primernosti prijemala za določeno uporabo se obrnite na proizvajalca

Destaco uporabnikom pomaga izbirati med velikim številom prijemal, ki ustrezajo tako zahtevam glede zmogljivosti kot obstoječemu proračunu.

Vir: www.halder.si