L'interruttore del limite svolge un ruolo chiave nelle apparecchiature di automazione. In poche parole, dice al sistema di controllo se un determinato componente meccanico è in atto attraverso il contatto o l'induzione. Con il crescente livello di automazione della fabbrica, è particolarmente importante scegliere il modello giusto. Ad esempio, l'attrezzatura si blocca improvvisamente, la catena di montaggio si ferma e, in casi gravi, può persino causare incidenti industriali. Queste situazioni sono spesso correlate alla selezione impropria.
Il nostro articolo è principalmente quello di risolvere una serie di standard di riferimento per gli ingegneri quando si selezionano i modelli. In particolare, ci concentreremo su diversi fattori chiave, ad esempio se l'attrezzatura è lineare o rotante, sia che ci siano fattori di interferenza come olio, polvere, ecc. Nel laboratorio e quanto è necessaria la precisione di rilevamento. Questi aspetti influenzeranno il tipo finale di interruttore di limite da selezionare. In particolare, coinvolgeremo anche il problema di come funziona il sistema di controllo delle apparecchiature con lo switch e quali regolamenti di sicurezza devono essere soddisfatti, che si incontrano spesso nelle operazioni reali.
Selezionare gli interruttori di limite in base al tipo di movimento meccanico
Per le attrezzature che devono effettuare il movimento circolare (come mandrini della macchina utensile, tabelle rotanti, ecc.), I tipi comunemente usati includono interruttori di posizione a camma, interruttori di induzione senza contatto, codificanti angolari, ecc. Fattori da considerare quando si sceglie l'angolo di rotazione (una rotazione del cerchio completa) forza). Ad esempio, nello scenario di posizionamento del mandrino di macchine utensili a CNC, i dispositivi di codifica ad alta precisione possono ottenere un controllo di posizione molto fine, che può essere accurato come l'uno per cento di un capelli.
Quando l'attrezzatura si muove in linea retta (ad esempio, la cinghia del trasportatore su una linea di montaggio automatizzata), i tipi opzionali includono interruttori di viaggio di contatto meccanici, interruttori di induzione fotoelettrica o dispositivi di trigger magnetico. In questo momento, è necessario concentrarsi sulla lunghezza della distanza in movimento (corto alcuni millimetri e lunghi possono essere decine di metri), i requisiti di accuratezza del posizionamento (alcune occasioni di assemblaggio di precisione devono controllare l'errore all'interno di 0. 01 mm) e se l'ambiente di lavoro ha molti fattori di interferenza come olio, dirt e polvere. Ad esempio, nella catena di montaggio delle parti automobilistiche, gli interruttori fotoelettrici non devono contattare direttamente l'oggetto misurato, che può evitare il problema della perdita di parti causata dall'attrito ripetuto.
Inoltre, alcune condizioni di lavoro speciali richiedono un trattamento speciale: per attrezzature con vibrazioni particolarmente forti (come frantoi e macchine per timbrare), è necessario scegliere modelli con strutture che assorbono gli urti, altrimenti le parti interne sono facili da allentare e fallire; Per i meccanismi che si muovono ripetutamente avanti e indietro (come il braccio di pressione del baller), si dovrebbe prestare particolare attenzione alla durata di servizio del passaggio. I tipi di contatto meccanici possono avere uno scarso contatto dopo decine di migliaia di usi. Ecco un esempio tipico. Quando si seleziona un dispositivo limite per apparecchiature come la stampa di macchine utensili, non deve solo essere in grado di resistere a centinaia di impatti al minuto, ma anche avere un design protettivo speciale contro olio e polvere.
Considera i fattori dell'ambiente di lavoro meccanico
Prima di tutto, dobbiamo prestare particolare attenzione al fattore di temperatura influenzante. Ad esempio, in condizioni di alta temperatura, ovvero quando la temperatura ambiente supera gli 80 gradi Celsius, è necessario utilizzare materiali resistenti ad alta temperatura, come materiali ceramici o alcune materie plastiche speciali. Tali materiali devono essere in grado di resistere alle fluttuazioni della temperatura da meno di 40 gradi a 150 gradi. Ad esempio, quando si incontrano un ambiente a bassa temperatura, si dovrebbe prestare particolare attenzione al fatto che il materiale diventerà fragile e il problema del congelamento del lubrificante. Al momento, potrebbe essere richiesto un sistema di lubrificazione appositamente progettato per ambienti a bassa temperatura.
Poi ci sono considerazioni sull'umidità. La situazione più temuta in un ambiente ad alta umidità è che il cortocircuito del circuito o la ruggine delle parti dovrebbero essere selezionati. In questo momento, dovrebbe essere selezionato un design strutturale impermeabile e a prova di umidità, come i prodotti che soddisfano lo standard di protezione di IP67. Ad esempio, l'attrezzatura utilizzata nella catena di assemblaggio della lavorazione degli alimenti non dovrebbe solo utilizzare materiali in acciaio inossidabile che non arrugginiranno, ma sigilleranno anche le articolazioni.
Il problema principale causato dall'ambiente polveroso è che è facile causare inceppamento dell'attrezzatura o usura eccessiva. In questo momento, è necessario scegliere interruttori di limite con una migliore tenuta e prodotti con una migliore capacità resistente alla polvere. Ad esempio, le attrezzature meccaniche utilizzate nelle miniere devono prestare particolare attenzione al design a prova di polvere e di solito viene selezionato uno speciale interruttore a prova di polvere per trattare questa situazione.
Altri problemi che richiedono attenzione includono la corrosione chimica. In questo momento, i materiali dovrebbero essere resistenti alla corrosione, come fluoroplastici o 316 acciaio inossidabile, altrimenti sono facilmente danneggiati dalla corrosione. Ad esempio, in situazioni in cui l'interferenza elettromagnetica è relativamente forte, potrebbe essere necessario aggiungere uno strato di schermatura al circuito o utilizzare direttamente una soluzione di progettazione del circuito con una forte capacità anti-interferenza.
Determinare i parametri dell'interruttore del limite in base alla corsa del movimento meccanico e ai requisiti di accuratezza
- Quando si determina la gamma di ictus, è necessario prestare particolare attenzione per mantenere il margine. In generale, può essere inteso come aggiunta del 10% al 20% della ridondanza sulla base dell'ictus richiesto effettivo. Questa parte del margine viene utilizzata principalmente per compensare le deviazioni che possono verificarsi nel funzionamento della macchina, come l'espansione del metallo causato dalle variazioni di temperatura. Ad esempio, apparecchiature come la stampa devono tenere conto delle possibili fluttuazioni dello spessore della carta e dell'offset della posizione causata dall'usura delle parti meccaniche dopo un uso a lungo termine.
- La selezione del parametro di precisione di contatto deve essere regolata in base allo scenario di applicazione specifico. Per ambienti di utilizzo con requisiti più elevati, come occasioni come apparecchiature per la produzione di chip a semiconduttore che richiedono una precisione estremamente elevata, sono generalmente richiesti componenti di precisione come i micro switch e la loro precisione può raggiungere circa o meno 0. 005 mm. Nelle applicazioni effettive, si è riscontrato che se si tratta di requisiti di posizionamento nano-livello, potrebbero essere necessari dispositivi di rilevamento senza contatto per soddisfare i requisiti.
- Quando si tratta del problema dell'accuratezza del posizionamento ripetuto, questo parametro può essere inteso come la stabilità dell'interruttore dopo un uso ripetuto. Al momento, è necessario un test di vita per verificare la sua attenuazione. Ad esempio, dopo che lo switch è stato funzionato continuamente per 100 volte 000, la sua deviazione di posizionamento viene testata per vedere se supera l'intervallo consentito. Sulla base dell'esperienza, si consiglia di scegliere modelli che sono stati verificati attraverso test a lungo termine, in particolare prodotti con un tempo medio nominale tra guasti di oltre 100, 000 volte, che sono più affidabili. Questo indicatore è particolarmente importante nello scenario dell'applicazione di robot di saldatura sulle linee di produzione automobilistiche.
Valuta la compatibilità degli interruttori di limite con i sistemi di controllo meccanico
Corrispondenza dell'interfaccia elettrica
Ad esempio, è necessario garantire che i parametri di tensione (come i valori comuni a 24 V DC o 220 V) e che i valori di corrente siano coerenti con il sistema di controllo delle apparecchiature. Qui, si dovrebbe prestare attenzione alla selezione del tipo di uscita del segnale, come NPN o PNP. Ad esempio, in un sistema di controllo PLC, potrebbe essere necessario scegliere un modello che è conforme all'interfaccia standard della Commissione elettrotecnica internazionale.
Adattamento del protocollo di comunicazione
Dai priorità a quei tipi che supportano i protocolli comuni industriali, che possono ridurre il problema dell'integrazione del sistema. Ad esempio, nello scenario di Internet of Things di fabbrica, potrebbe essere necessario utilizzare un dispositivo limite intelligente in grado di connettersi al framework di comunicazione UA OPC. Una cosa che deve essere notata qui è che potrebbero esserci problemi di conversione del protocollo tra dispositivi di marchi diversi.
Coordinamento a livello di software
Presta particolare attenzione al fatto che il prodotto Switch fornisca un modulo driver che corrisponda al sistema esistente o apre un canale di docking API. Ad esempio, in un sistema di monitoraggio come SCADA, potrebbe essere necessario scegliere prodotti compatibili con le specifiche di comunicazione DA\/UA OPC. L'esperienza qui è che la compatibilità della versione software è spesso facilmente trascurata ma ha un grande impatto reale.
Selezionare gli interruttori di limite in base ai requisiti di sicurezza meccanica e ai requisiti di affidabilità
Durante il processo di configurazione della sicurezza meccanica, la selezione degli switch di limite deve concentrarsi su due dimensioni: livello di sicurezza e indice di affidabilità. Quando si effettuano scelte specifiche, è necessario fare riferimento alle normative pertinenti sulla sicurezza meccanica, come standard internazionali come ISO 13849 o EN 954-1. In breve, dovresti scegliere modelli che hanno superato le certificazioni a livello di sicurezza come PLE o SIL3. Prendendo i robot industriali comuni come esempio, di solito sono dotati di interruttori di limite con strutture a doppio canale. Questo progetto è principalmente per raggiungere l'effetto di protezione della doppia assicurazione.
La valutazione dell'affidabilità dipende principalmente da tre fattori: qualifica del marchio, dati di test e adattabilità ambientale. In generale, è necessario scegliere marchi che hanno superato le certificazioni comuni come Tüv e UL e chiedere al fornitore di fornire un rapporto di test MTBF completo. Ad esempio, nell'attrezzatura delle centrali nucleari, di solito è specificato per utilizzare interruttori di limite con un valore MTBF superiore a 500, 000 volte.
La conformità della certificazione deve prestare attenzione a due livelli: certificazione di accesso internazionale e regolamenti ambientali. È necessario verificare se il prodotto ha subito certificazioni di base come CE e UL e allo stesso tempo confermano se soddisfa i requisiti di protezione ambientale come il ROHS. Ad esempio, le apparecchiature meccaniche esportate nel mercato europeo devono essere dotate di componenti di interruttore limite con segni CE secondo le normative locali.
Conclusione
Nel processo di selezione specifico, le dimensioni che devono essere focalizzate riguardano effettivamente la relazione sinergica tra più parametri del sistema. Ad esempio, è necessario considerare le caratteristiche di base della traiettoria del movimento dell'attrezzatura stessa, come se sia lineare o rotante, sia che ci siano situazioni comuni come l'accumulo di polvere o l'erosione dell'olio nell'ambiente di lavoro e se la gamma ammissibile di errore di rilevamento è all'interno della gamma numerica specifica di ± 1 mm. Inoltre, esiste il grado di abbinamento del tipo di segnale del sistema di controllo e se soddisfa i requisiti delle specifiche del settore come GB\/T 14048. Valutando sistematicamente ciascun indice dei parametri in questo modo, è possibile migliorare la stabilità e il fattore di sicurezza del funzionamento delle apparecchiature.
Dal punto di vista delle tendenze di sviluppo, con l'avanzamento dell'industria 4. 0 e produzione intelligente, tali prodotti possono diventare più intelligenti e più collegati alla rete. Ad esempio, gli interruttori di limiti con funzioni IoT possono ora visualizzare in remoto lo stato e scoprire potenziali guasti in anticipo. Per gli utenti, puoi prestare maggiore attenzione ai nuovi prodotti che combinano i moduli di trasmissione wireless con funzioni di auto-controllo dei guasti, proprio come possiamo installare un'app sui nostri telefoni cellulari per guardare la fotocamera a casa, il che aiuterà in modo significativo a ridurre i tempi di inattività inaspettati delle attrezzature.
