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解决磁翻板液位计生产自动化及其安装问题

来源:作者::发表时间:2019-08-16 11:18:23

    我最近遇到了一个应用程序,工程师想要自动定位磁翻板液位计,当磁翻板液位计以140英尺/分钟的速度从传送带下来时切割液位计。值得庆幸的是,磁翻板液位计及其安装块已经有一个用于引导支撑的圆轨轴承。几个条件使这个应用程序很难:

    目前无法跟踪液位计; 部分位置未知。
    部件什么时候会有一致性。
    恶劣的环境; 非常尘土飞扬,油腻腻。
    我们有14英寸来削减。
    叶片重量(包括安装块)= 50磅。
    ±0.001“重复性。切割质量非常重要。
    部分必须在飞行中切割。

    回顾一下,液位计位置未知,我们不得不在飞行中切割液位计,并以±0.001“重复性完成所有操作!当然,客户希望应用程序尽可能具有成本效益。谈论其中一个必须尽一切努力的解决方案!立即消除了两种可能的解决方案 首先,即使考虑,愿景也会过于昂贵和耗时。必须为机器设置照明,并且由于多尘,油腻的环境而经常进行调整。其次,气动装置不能提供足够快或具有足够控制的解决方案。

    解决方案1
    我们倒下的第一条路线包括使用传感器和连接到输送机的编码器跟踪液位计。理论是我们可以用一个价格低廉的传感器来感知这个部件,这个传感器的窗口很窄。一旦检测到液位计,我们就会将滚珠丝杠执行器连接到编码器。这是一个经典的飞剪示例。执行器需要以1.42 m / s的最大速度和5.69 m / s ^ 2的最大加速度移动有效载荷。但是,这有几个问题。

    如果液位计在输送机上滑动,即使是最轻微的,磁翻板液位计位置也会关闭。
    系统中存在太多延迟。传感器检测部件,将信号发送到放大器,将信号发送到控制器,控制器(周期时间为5 ms)更新输入并计算移动所需的时间,然后移动执行器太长了。听起来很多,但所有这些都会在大约5.1毫秒内发生。由于系统的延迟,我们将得到±0.075“可重复性的最坏情况。
    只有少数几家制造商制造了一个可以定位50磅负载且具有±0.001英寸可重复性的执行器。

    解决方案2
    所以,它又回到了绘图板!我们的第二个解决方案回家 从我们的第一次尝试确定,我们必须使用机械接触来实现这种可重复性。那么,我们如何机械地跟踪液位计而不在液位计上留下痕迹,撞到末端挡块,而不是在输送机上移动液位计?

    我们认为我们可以让部件将磁翻板液位计推到位。然而,这对于滚珠丝杠是不可能的,因为滚珠丝杠致动器不能反向驱动。结论是我们需要一个线性马达而不是一个滚珠螺杆执行器。这样我们实际上可以让液位计与一块金属接触,这块金属将附着在叶片的安装块上

    这样我们就可以获得液位计和磁翻板液位计的位置。基本上,我们将线性马达放入自由驱动器(禁用驱动器),让液位计与接触件接触,并让磁翻板液位计机械地推动磁翻板液位计到位。但是,有一个问题。

 

磁翻板液位计.jpg

 

    我们不能让这个部分撞到接触件上。液位计与静载荷(磁翻板液位计安装板和磁翻板液位计)之间的惯性差异​​太大。在140英尺/分钟时,当移动部件与叶片的静载荷接触时,会损坏部件。为了解决这个问题,我们确定在部件到达之前我们必须开始移动磁翻板液位计并让部件进入接触件(基本上与两个物体的速度相匹配)。

    在这种情况下出现了另一个问题。我们如何保持对直线电机的控制,但同时让液位计推动执行器而不会使驱动器出现故障?答案是增加该轴上的跟随误差的最大量。只要液位计与接触件接触,我们就不关心跟随误差。几乎完成了!

    1.直线电机很昂贵。
    2.环境非常恶劣,有很多灰尘和油污。
    3.由于负载的高加速度和重量,线性电动机的级可能会经历非常大的力矩。

    我们的解决方案是Parker Hannifin的ETT管状电机。原则上,它的操作与线性马达相同,但在这种情况下,磁铁嵌入杆中,定子是致动器的主体。这个应用程序非常适合ETT,原因有两个。首先,ETT的防护等级为IP67。这是有益的,因为该致动器可以原样落入该环境中。第二个是ETT可以从侧面推动负载。在线性轴承(已经存在)的支撑下,杆几乎看不到任何力矩。

    最后,我们有一个解决方案,其工作原理如下:
      1.用透射光检测液位计。
      2.磁翻板液位计开始移动(自定义陷阱移动),计算加速度和最大速度。
      3.液位计碰到接触件。
      4.磁翻板液位计在移动时切割。
      5.接触件机械移动,使液位计可以通过,执行器开始减速。
      6.磁翻板液位计移回原位,为下一部分做好准备。

    这是一个非常酷的解决方案,因为它涉及一些创造性的思考,我们如何操纵我们在上海自动化仪表五厂中携带的组件并使用它们来解决问题。离开这个应用程序很容易,因为我们没有一个简单的解决方案,但是,再次,最好的项目永远不会。这只是上海自动化仪表五厂证明的一个应用程序,“我们让运动工作!”

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