集成控制喷射器的附加价值?| 半岛app官网RoboticsTomorrowgydF4y2Ba

空气驱动喷射器作为机器人和特殊用途机器(例如:箱子/纸箱竖立机，卸料机，卸载设备等)上吸盘处理设备的真空源正在加快步伐。gydF4y2Ba

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介绍gydF4y2Ba

空气驱动喷射器作为机器人和特殊用途机器(例如:箱子/纸箱竖立机，卸料机，卸载设备等)上吸盘处理设备的真空源正在加快步伐。这是许多不同行业的持续趋势，如包装，电子，汽车，玻璃和塑料。与传统鼓风机和旋片真空泵相比，其优点是显著的;更高的可靠性，更低的投资成本，更低的能源和所有权成本，更容易控制，更容易安装，更小的尺寸和重量，只是提及的几个。gydF4y2Ba

空气驱动喷射器市场充斥着各种“一体式”喷射器，它们通过紧凑的轻量化设计、智能集成功能、节能、复杂的诊断/监测功能等，有望带来附加价值。对于设计机器人夹持工具的工程师来说，在众多的选择中选择合适的弹射件并不是一件容易的事情。在选择喷射器时，真正需要考虑的是什么?哪些因素对您正在设计的机器人系统或机器的高可靠性(正常运行时间)和生产率有很大影响?gydF4y2Ba

例如:一体式弹射包gydF4y2Ba

本白皮书将帮助您更好地了解重要因素，使您更容易做出选择。gydF4y2Ba

一些特殊的功能可以很容易地隐藏本质gydF4y2Ba

喷射器提供的重要功能的本质可以概括为三大类。gydF4y2Ba

增强正常运行时间/可靠性的功能gydF4y2Ba
功能，以提高速度/采摘每分钟gydF4y2Ba
降低能耗的功能gydF4y2Ba

正常运行时间gydF4y2Ba

大多数机器制造商和机器人集成商都会同意，机器/机器人关键部件的可靠性对创造成功和盈利的业务有很大的影响。噩梦是机器或机器人上的关键部件反复出现故障，造成停机时间，并使生产工厂的最终客户感到不安，这些工厂通常位于偏远地区，访问费用昂贵。弹射装置绝对是吸盘处理系统的关键部件。gydF4y2Ba

真空喷射器是保证搬运系统中机器人/机器正常运行时间的关键部件!gydF4y2Ba

每分钟采摘次数gydF4y2Ba

除了正常运行时间外，机器或机器人的性能(通常以“每分钟拾取次数”衡量)也是最终用户在安装后测量和判断的主要参数之一。真空处理系统的性能取决于包括喷射器、吸盘和附件在内的整个系统解决方案。然而，我们可以肯定地说，喷射器起着至关重要的作用。gydF4y2Ba

高速机器人和机器需要超高速的喷射器gydF4y2Ba

能源消耗gydF4y2Ba

当最终用户为他们的工厂选择新机器或机器人时，第三个开始发挥重要作用的领域是能源使用。一些工厂有严格的要求，要求每年减少能源消耗，这也给机器制造商和机器人集成商增加了压力。新的ISO 50001能源管理标准在全球范围内迅速发展，并增加了减少能源的压力。如前所述，如果使用和控制得当，喷射器技术是一种创造真空的有效方法。然而，一个糟糕的喷射器设计和低效的零件释放功能，可以很容易地消耗3-4倍的能量相比，最好的同类产品。gydF4y2Ba

因此，在选择喷射器解决方案时，应特别注意支持可靠性、速度和能量的特性。gydF4y2Ba

就像许多其他工业和商业产品一样，今天的喷射器功能丰富。有些特性会带来附加价值，但有些特性不会，实际上也没有提供附加价值，只是有隐藏真实性能的风险。gydF4y2Ba

这是一个集成函数的例子，人们可能会对真正的增加值持怀疑态度:gydF4y2Ba

集成固定压力调节器gydF4y2Ba

集成的传统压力调节器设置在固定值上，例如3.5 bar (50 psi)，几乎不能提供附加价值。通常情况下，调节器用于机器/设备的其他气动元件，并且从集中调节器提供几个喷射器更便宜。正确设计和高效的喷射器将在优化压力附近的压力范围内提供良好的性能，使集成固定调节器冗余。随着更多的运动部件集成，MTBF(平均故障前时间)将减少，服务/维护变得更加耗时。gydF4y2Ba

一个空气压力调节器，服务于几个喷射器可能是一个更明智的选择比集成在每个单位。gydF4y2Ba

具有真正附加价值的特性和功能gydF4y2Ba

喷射器效率gydF4y2Ba-可能是最重要的因素。速度(循环时间)在很大程度上取决于喷射器产生安全真空水平的速度。如果处理具有材料变化的泄漏材料(例如瓦楞纸板)，则在更深真空水平下的流动能力对于保持高可靠性同样重要。在高速机器中，初始流动能力对于确保与波纹管杯的紧密快速握持尤为重要。在相同的能耗下，多级喷射器技术的效率比相应的单级喷射器技术高30-50%。唯一的“代价”是多级的弹射模块稍微长一些。使用单级喷射器，必须用更大的喷射器来补偿，以达到相同的性能。这将在能源消耗、噪音水平、更大的阀门、更多的热量等方面付出“代价”。gydF4y2Ba

不同真空度下的真空流量除以空气消耗量，可以显示出喷射器的真实效率gydF4y2Ba

喷射特性gydF4y2Ba-喷射器喷嘴可以设计成不同的用途。提供额外的流量，但较低的真空水平(处理泄漏材料时良好)，提供额外的深真空水平或在大供应压力范围内提供良好的真空性能。从性能(速度和能源效率)的角度来看，为应用程序选择正确的特性会产生很大的不同。高海拔,gydF4y2Ba>1000-1500米(3000-5000英尺)是影响喷射器性能的另一个因素。需要一种特殊的喷嘴特性来实现系统在高海拔地区的可靠性和性能。gydF4y2Ba

排出/释放效率gydF4y2Ba-几乎与产生真空同样重要的是尽可能快地释放物体，尽可能可靠(意味着所有杯子中的真空应同时破裂)，并尽可能高效，即尽可能少地使用压缩空气。在一些应用(密封材料)中，可以在喷射器上使用节能功能(ES)，吹出的空气通常占循环中消耗的大部分空气。gydF4y2Ba

阀门结构和响应时间gydF4y2Ba-对于高速应用，例如:循环时间<50- 100ms，阀门的速度对总循环时间有很大影响。直接操作阀将消除向先导阀(通常是小锥式)填充空气的额外体积。直接操作阀门提高了MTBF(平均故障前时间)，因为在整个阀门结构中涉及的运动部件更少。阀门的功率也决定了速度。gydF4y2Ba

来自阀门的热量和自适应PWMgydF4y2Ba-大功率直流阀的一个问题是产生热量。热量会减少阀门和周围部件的寿命。通过在直流阀上使用PWM(脉冲宽度调制)，当阀门保持不变时可以使用更少的功率，只有在需要改变位置几毫秒时才增加功率。PWM可以减少阀门产生的功率和热量50%。然而，线性PWM技术存在可靠性风险。如果输入电压很低，保持电压可能会过低，阀门可能无法控制地改变位置。这可以通过“自适应PWM”技术来避免。测量输入电压，自适应PWM确保保持电压始终处于同一水平。gydF4y2Ba

PWM(脉宽调制)-通过快速打开和关闭电源和负载之间的开关来控制提供给负载的电压的平均值。与关断周期相比，开关打开的时间越长，提供给负载的功率就越高gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

允许供电电压跨度gydF4y2Ba-大多数用于集成控制的紧凑型喷射器上的阀门指定用于24 VDC电源，电压公差相当小。终端用户对他们使用的电源的负载控制不佳，这并不罕见。阀门突然停止工作，质量受到指责。然而，很多调查表明，供电电压与压缩空气压力的组合已经超出了规范。为了最大限度地减少停机时间，机器制造商和机器人集成商在选择设备时应密切关注允许的电源电压范围和/或查看是否实施了其他功能以允许电源电压波动。自适应PWM是一种允许电源电压波动的方法。gydF4y2Ba

自适应PWM提供快速阀响应与较低的能源使用。它是一个更强大的系统，具有更大的电压跨度输入范围，可以更安全地换档。整体温度更低，使用寿命更长。gydF4y2Ba

可以将喷射器放置在靠近吸力点的位置gydF4y2Ba-尽可能靠近吸力点产生的真空将永远是最有效、最快和最可靠的解决方案。一体化喷射器通常尺寸较大，相对较重。在大多数情况下，它们被放置在中心并起到几个吸盘的作用。在长软管中输送真空将造成流动损失和需要抽真空的体积。这需要一个更大的喷射器来弥补。有一体化的喷射器，控制部分和喷射器部分可以分开，因此喷射器可以直接放置或非常靠近吸盘。这样的解决方案将极大地提高每分钟拾取次数和拾取可靠性。gydF4y2Ba

图表说明如果真空泵可以靠近吸入点放置，所需要的能量会减少多少gydF4y2Ba

示例:一体化喷射器，控制和喷射器部分分开，以便更接近吸力点。该解决方案将缩短循环时间并降低能耗。gydF4y2Ba

可能有足够大小的真空软管gydF4y2Ba-几家紧凑型(一体化)喷射器制造商的一个常见设计错误是真空端口尺寸太小。太小或尺寸差会导致真空软管的直径小，这无法通过更大的喷射器来补偿。这是一个主要的设计错误，并导致了许多糟糕的系统。一个简单的测试是启动真空喷射器，所有杯都打开，真空表或数字真空表在打开系统时显示不应超过-10 kPa [3 -inHg]。如果是这样，则存在影响性能的主要限制。gydF4y2Ba

节气功能，迟滞可调gydF4y2Ba-大多数一体化喷射器制造商提供的一个非常好的和有效的功能是自动“节省空气”功能。该功能将为密封材料(金属，玻璃等)的吸盘系统节省大量空气/能源，但也可用于处理轻微泄漏的材料。当达到设定的真空水平并监测真空水平时，喷射器将停止。当真空度低于磁滞低端(重启级)时，引射器重启。所有吸盘系统都存在微泄漏，如果吸盘磨损，泄漏会增加。较大的泄漏将使喷射器频繁地停止和重新启动，这将加速阀门和其他内部部件的磨损。当喷射器频繁地打开和关闭时，它也会引起令人讨厌的声音。更复杂的弹射装置有一个可调的滞回为节省空气的功能。通过增加迟滞，可以降低开/关的频率，从而保护阀门。真正的智能机组将能够确定泄漏的大小，并在泄漏大的情况下自动关闭节省空气的功能。gydF4y2Ba

GUI(图形用户界面)和设置gydF4y2Ba-“一体化”喷射器集成了许多功能和特性，例如阀门，真空传感器/开关，过滤器，空气节约功能，调节器等。通常需要客户了解如何在设备上进行设置，以获得所需的功能。设置上的错误可能会带来严重的后果。一个常见的例子是用户将空气节约水平设置在机器人/机器的部分当前信号水平以下。这很可能导致零件掉落和停机。建议使用提供“防故障”安装和设置的一体化弹射器，即不可能出错。gydF4y2Ba

设置部分当前信号，节省空气功能的真空度和一体式喷射器上的滞后应该是防故障的，以消除性能下降甚至零件掉落和停机的风险。gydF4y2Ba

“即插即用”节省空气功能gydF4y2Ba-除了在安装和设置过程中可能出现的错误造成严重后果，如掉件等，在一体式喷射器上设置节气功能的液位和滞后量也很复杂。一些用户付费购买了节省空气的功能，希望看到减少空气/能源的使用，但由于难以正确设置功能/特性而错过了这一点。在安装/设置省气功能时，一体式喷射器应该是即插即用的，以确保用户真正受益于该功能。gydF4y2Ba