Како изабрати алуминијумске профиле за оквире аутоматизационе опреме: водич за оптерећење, распон и конструктивни дизајн

ПРИВЕЖНИК ПО ПОДРЕДНОМ АТОМИКАЦИЈИ

Како изабрати алуминијумске профиле за оквире аутоматизационе опреме

Практичан водич за оптерећење, опсег, динамичко кретање и конструктивни дизајн

Индустријски алуминијумски профили се широко користе за оквире аутоматизационе опреме, кућа за машине, радне станице, конвејерске системе, ћелије робота и линеарне структуре кретања. Њихов модуларни дизајн скраћује време производње, поједностављава монтажу и значи да будуће модификације буду много лакше од завариваних челичних конструкција.

Међутим, избор алуминијумског профила није само ствар избора највећег доступног секције. Мало величина оквира може да се нагине, вибрира, опусти у зглобовима или смањи тачност позиционирања. Превелики оквир повећава трошкове материјала, обраде и монтаже без нужног побољшања делова машине које су заправо важне.

Прави приступ је да се серија профила изабере у складу са путањем оптерећења, неподржаном просек, условима кретања и функцијом сваког конструктивног подручја.

1. у вези са Прво поделите опрему на структурне зоне

Комплетна аутоматизована машина не треба да има све исте величине профила. У већини случајева, оквир се може поделити на четири зоне:

•  Обуви и додаци за лаке услуге   заштитници, врата, кабелни потпори, монтаже екрана и сензорски заднице. Ови делови углавном пружају заштиту или положаје за монтажу.
•  Главни оквир машине   конструкција која подржава кутију, опрему, радну табелу и стандардне компоненте машине.
•  Сјајави за подршку система покрета   греде које носе линеарне модуле, погонске покретаче, оске куглице, јединице за пицк-ан-посес или конвејерске покретаче.
•  Базе за тешке послове и конструкције са дугим распоном   темељи за тешке делове, роботске ћелије, дуге конвејтере и велике аутоматизоване производне опреме.

Употреба већих профила само када је структурно потребна производи оквир који је стабилан и трошковно ефикасан. На пример, профил 3030 или 4040 може бити погодан за корпус, док је гред који носи покретни линеарни модул можда потребан 4080 или 40120.

2. Уколико је потребно. Четири фактора који одређују прави редослед профила

2.1 Намет: Размислите како се намет примењује

Не гледајте само у укупну тежину машине. Важнија питања су:

• Да ли је оптерећење равномерно распоређено или концентрисано у једној тачки?
• Да ли се профил користи као једноставна опорана греда или као кантилевер?
• Да ли структура носи само статичко оптерећење?
• Да ли ће се понављати убрзање, кочење, удари или вибрације?
• Да ли постоји потребна тачност позиционирања или дозвољено одвијање?

Вежање теже 50 кг на кратком, добро подржаном радном столу ствара веома другачију конструктивну захтев од истих 50 кг који се крећу високом брзином на дугом греду. Концентрисано оптерећење и оптерећење у излазном положају захтевају јаче секције од равномерно распоређених статичких оптерећења.

За покретну опрему, оквир треба изабрати на основу максималног радног оптерећења и стварног оперативног циклуса, а не само на номиналном корисном оптерећењу компоненте.

2.2 Просек: Дужи гредачи требају више крутости

Размац је један од најчешће занемариваних фактора у дизајну алуминијумског оквира. Профил 4040 може бити довољно крут на кратком растојању, али исти профил може показати приметну дефикцију када се користи као дуга неподржан гребен са централним оптерећењем.

Чак и мало одвијање може утицати на:

• Паралелност између водича;
• Прослеђивање појаса и стабилност конвејера;
• Поновљено позиционирање линеарног модула;
• Уравњавање између опреме и алата;
• Дуготрајна затегнутост зглобова и бука машине.

Када се греда постаје дужа, уобичајене решења су повећање профилног дела, додавање средњих подршка, смањење неподржених распона, коришћење параних профила или редизајн структуре тако да се оптерећења преносе кроз затворен оквир уместо једне греде.

2.3 Динамички услови: покрет ствара додатне силе

Линеарни модули, конвејтори, подизачке јединице и роботи генеришу више од статичке тежине. Током брзе покретања, заустављања и промена правца, инерција може створити вибрације и прелазна оптерећења која су много већа од оптерећења видљивог док је машина стационарна.

Ако је гребен за покрет превише флексибилан, уобичајени симптоми укључују вибрације током путовања, повећану шумску операцију, неконзистентну понављаност и зглобове који се постепено олабављају. Из тог разлога, гредац за покретни систем често се бира један ниво изнад профила који се користи за околни корпус или општи оквир.

За опрему за велике брзине или високу прецизност, коначни дизајн треба да се верификује путем инжењерских израчунавања или структурне симулације.

2.4 Везе: Силни профил и даље треба снажан зглоб

Стротост оквира зависи од профилног делова и методе повезивања. Стандардни угловни загртачи су погодни за лаке заштитне уређаје и покриваче, али основе тешке машине и покретне конструкције обично захтевају јаче унутрашње спојнике, фиксације са крајем, дебеле плоче или појачане загртаче.

Високи оквири, дуге греде и конструкције са реципроцираним кретањем такође би требало да користе прекретнице, троугаонске гусете или попречне чланове где је то прикладно. Добро дизајниран распоред веза може ефикасније побољшати стабилност него само повећање величине профила.

3. Уколико је потребно. Уобичајене серије алуминијумских профила и типичне апликације

Горњи низ је практична почетна тачка. Коначни избор и даље зависи од дебљине зида, стварне геометрије профила, стања легуре, дизајна везе и тачног распореда оптерећења.

4. Уколико је потребно. Избор референце по типу опреме

Мале инспекционе машине и системи за визију

Комплектна опрема за инспекцију често укључује камере, осветљење, уређаје и мале линеарне модуле. Укупна тежина може бити скромна, али оптичке или покретне компоненте и даље могу захтевати стабилну површину монтаже.

Типична конфигурација:

• Обувљеност и оквир врата: 2020, 2040 или 3030;
• Главни оквир: 3030 или 4040;
• Линеарне модуле: 4040 или 4080;
• Основа: 4040 са изравњивајућим ногама и појачаним зглобовима када је потребно.

За системе за визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуел Структурна вибрација може директно утицати на стабилност слике и понављање инспекције.

Машине за завртљање, дистрибуцију и етикетирање

Ове машине обично користе системе кретања ХИЗ са честим убрзавањем и успоравањем. Структура покрета треба да добије више пажње од спољног покривача.

Типична конфигурација:

• Окружање и безбедносна врата: 3030 или 4040;
• Главни оквир машине: 4040;
• Одржне греде на Х и И ос: 4080 или 40120;
• База: 4040, 4080 или 5050 у зависности од величине опреме и корисног оптерећења.

За машине за дистрибуцију великих путовања или системе за виткове са више осија, прво изаберите опсег за подршку модула на основу дужине путовања, покретне масе и забрзања, а затим дизајнирајте спољашњи оквир око њега.

За превоз кола, ролле и палет конвејзора

За конвејерске системе, кључне променљиве су дужина конвејера, размак између носача, јединица оптерећења, метод преноса и распоред покретача.

Типична конфигурација:

• "Снаги за леко радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно радно ра
• Средње задатак ролле конвејдери: 4040 или 4080;
• "Акумулацијски" или "палетни" конвејери: 4080, 40120 или 50100;
• Транспорт тешке палете: 40120, 50150, 100100 или већи секције;
• Подршка и ноге: 4040, 4080 или 5050, изабране у зависности од висине и оптерећења.

Дуги конвејтери захтевају разумно размачење ногу и адекватно кресно опоривање. Само повећање величине профила не може у потпуности компензовати превише велике интервале за подршку.

Роботске радне станице и сигурносне ћелије

Радна станица робота обично укључује базу робота, опрему, заштиту периметра и подручје контролне кабинете. Ови елементи не би требало да буду дизајнирани на истом структурном нивоу.

Типична конфигурација:

• Заштитни уређаји: 2020, 3030 или 4040;
• Заштитна врата: 3030 или 4040;
• "Стичање" за контролне кабинете: 3030 или 4040;
• Стол за поставку: 4040, 4080 или 5050;
• Основа робота: тежак алуминијумски оквир са дебелим површинама за повезивање и ланчевима за под, или сварена челична база ако је потребно.

Дизајн основе робота мора узети у обзир динамичку инерцију, досег, корисни оптерећење и брзину циклуса, а не само тежину робота. Роботи са високом брзином или великим корисним оптерећењем често захтевају челичну основу или јако појачану и заглављену у подну алуминијумску структуру.

5. Појам Четири честа грешка у избору

Грешка 1: Избор само по укупној тежини машине

Иста укупна тежина може створити веома различите напетости у зависности од тога где је постављена. Размај, положај подршке, концентрисано оптерећење и кантилевери морају бити разматрани заједно.

Грешка 2: Коришћење једне величине профила за целу машину

Употреба једне серије свуда може поједноставити куповину, али често троши материјал у подручјима са малим напором и оставља кључне области које носе оптерећење неисправно дизајниране. Пројекат подељеног у зони је обично економичнији и поузданији.

Грешка 3: Игнорисање врата и аксесуара

Врата, рукава ХМИ, контролне кутије и монтаже монитора можда нису тешке, али њихово оптерећење делује на удаљености од тачке подршке. Користите профиле са одговарајућом оријентацијом и адекватном величином секције како бисте спречили опустити и коцкање.

Грешка 4: Увеличавање профила уместо побољшања структуре

Када је крутост недостајућа, већи профил је само једна опција. Додавање средње подршке, скраћивање распона, коришћење дизајна затвореног оквира или побољшање распореда зглоба могу постићи бољи резултат по нижим трошковима.

6. Уколико је потребно. Практичан проток рада у избору

Користите следећи радни ток када дизајнирате оквир опреме за аутоматизацију:

• Определите свеукупне димензије опреме, тежину машине и максимално оптерећење радног комада.
• Поделите структуру на корпус, главни оквир, покретни зрак и зоне за основу.
• Упознајте распон, уздршке тачке и правцу оптерећења сваког члана.
• Проверите динамичко кретање, ударац, нецентрално оптерећење и компоненте у висењу.
• Изаберите предваритну серију профила за сваку зону.
• Проектирајте метод повезивања, гусете, преткршене чланове, нивелирајуће стопала и ланче за под као део конструкције.
• Извршити израчунавање или симулацију за опрему са великим опсегом, за тешке послове или високу прецизност.
• Резервни Т-слотови и положаји монтаже за будуће пнеуматичне линије, кабеле, контролне ормаре, сензоре, заштитне уређаје и опрему.

Zaključak

Најбоља серија алуминијумских профила за оквир аутоматизационе опреме није нужно највећа. Леко-наменик покривачи и штитила често могу користити 2020, 2040 или 3030 профила. 3030 и 4040 су практични избори за многе мале и средње машине. За дуге распоне, конвејерске греде и опоре линеарног кретања, 4080 и 40120 пружају већу крутост на савијању. Базе тешке опреме, роботске ћелије и велике производне линије могу захтевати 5050, 50150, 100100 или веће секције, често у комбинацији са појачаним везама и закотвењем пода.

За поуздани коначни дизајн, обезбедите величину опреме, оптерећење, опсег, брзину рада, потребну тачност и услове инсталације инжењерском тиму или добављачу профила. Ово омогућава да се профилски део, метод повезивања и распоред подршке прилагоде стварној апликацији и избегну скупе модификације оквира касније.