Что вызывает неустойчивое сцепление при высокоскоростном перемещении автомобильных листов?

Металлическая сцепка, которая беспрепятственно обрабатывает панели при 6 SPM, может начать скользить, наклоняться или сбрасывать детали, когда та же пресс-линия ускоряется до 1520 SPM.Нестабильное сцепление во время высокоскоростного автомобильного переноса листов редко является одной ошибкой; это комбинированный результат динамических инерционных нагрузок, изношенных или загрязненных контактов с крепкой, утечки вакуума и зажимательных сил, рассчитанных на статические условия.Линии для тандемного и трансферного прессования с работой 8 ‰ 30 СПМ, каждый цикл накладывает на ускорение силы в несколько раз больше, чем пустой вес, так что инструменты конца руки должны быть спроектированы для движения, а не для испытаний на скамейке.В этой статье объясняются физические механизмы, лежащие в основе нестабильности сцепления и потери трения на масляных валах из стали., утечки всасывающих чашек на АГС и алюминиевых панелях, и вибрационное смещение и почему фактор безопасности сцепления в 2−3 раза является отраслевой нормой.Инженеры по техническому обслуживанию и автоматизации также найдут структурированную процедуру устранения неполадок, охватывающую расчет силы, выбор контактных прокладок, проверка вакуума, геометрическое выравнивание и распознавание положения, помогающие штамповым установкам устранять скольжение, поверхностные отметки и незапланированные остановки до того, как детали достигнут штамповки.

Что именно вызывает неустойчивое сцепление при высокоскоростной передаче?

В автомобильной штамповой фабрике, металлические захватчики перемещают пустоты и сформированные панели между разгрузчиком, прессами тандемной линии, станциями переносного пресса,и автоматизации ниже по производствуЗадача звучит просто - поднимай, держи жестко, отпускай вовремя - но захватчик - это высокоточный инструмент, который должен противостоять силам, которые он никогда не видит при остановке.Большие линии с наружными панелями для производства дверей, защитные щиты, капоты и крыши крыльев работают со скоростью 8 ‰ 18 SPM, в то время как более мелкие конструктивные части достигают 20 ‰ 30 SPM. Каждый цикл, поперечный стержень или робот ускоряется, замедляется и обращает направление,генерирующая инерционную силу F = m × a, которая может на короткое время достичь от двух до пяти раз веса части.

Нестабильное сцепление - это относительное движение между контактным элементом и листом под этими динамическими нагрузками.невидимый глазом, но достаточно, чтобы поцарапать поверхность класса А или сдвинуть пустоту перед входом в формуПри этом, как отмечается в докладе, в результате переработки изделий, в результате которых они получают устойчивость, их можно перемещать в сторону, в которой они должны быть устойчивы.Механические захватчики зависят от трения между челюстями или пальцами и листомКоэффициент трения составляет всего 0,15−0,2 для стали против стали, но увеличивается до 0,5−0,8 при контакте полиуретановой или нитриловой резины со сталью.Поскольку требуемая сила зажима равна динамической нагрузке, разделенной коэффициентом трения, с низким коэффициентом силы намного труднее зажимания для того же эффекта удержания.

Вакуумные захватчики следуют разным физическим принципам. Чашки диаметром 30-150 мм генерируют силу из дифференциала давления, как правило, от -60 до -80 кПа,питаются генераторами Вентури или центральной вакуумной сетьюЛюбая утечка через пленку масла на свежем белом, вдоль пор AHSS,или через входные отверстия бусины, которые разрушают дифференциалПри 15 ‰ 30 SPM время эвакуации на удар составляет долю секунды, поэтому медленно уплотняющаяся чашка держится поздно.DC04 или SPCC, и 2,5 ‰ 4 мм конструктивные части в HSLA, DP600 ‰ DP980, оцинкованной стали или 5xxx/6xxx алюминия каждый ведет себя по-разному на контактном интерфейсе.

Почему при увеличении скорости прессовых линий появляется нестабильность крепления

Каждый механизм нестабильности, перечисленный выше, скалируется с скоростью, поэтому один и тот же инструмент может казаться надежным при 6 SPM и опасным при 18 SPM.более сильные вибрацииНа практике четыре основных причины объясняют большинство случаев скольжения сцепления и выпадения пустоты на автомобильных прессовых линиях.

• Сила зажима, рассчитанная на статические условия.Многие наборы инструментов измеряются на основе массы деталей с использованием теоретических значений трения.и реальный коэффициент трения ниже каталогового значения, когда нефтьПри отсутствии коэффициента безопасности 2 ∆ 3 при наихудшем динамическом случае запас исчезает именно на пиках ускорения и начинается микрослит.
• Износ или загрязнение контактных элементов крепки.Полиуретановые и нитриловые прокладки поглощают масло и смазку, с течением времени они глазурируют и теряют эластичность, что может снизить эффективный коэффициент трения примерно с 0,6 до 0,3 или ниже.Контакты сталь-сталь, все еще встречается на тяжелых конструктивных захватчиках, начинается только с 0,15 ‰ 0.2Контакты - это износоустойчивые детали, рассчитанные на сотни тысяч до миллионов циклов, но их состояние редко проверяется между окнами технического обслуживания.
• Ограничения вакуумной системы.Кубки, выбранные для плоских, чистых листов, борются с маслянистыми, пористыми или сформированными панелями; утечка тянет вакуум ниже рабочего диапазона от -60 до -80 кПа именно тогда, когда сила удержания необходима больше всего.Вентури генераторы без компенсации утечки потребляют воздух без восстановления сцепленияПри 20 30 SPM время повторной эвакуации после каждого выпуска очень короткое, не оставляя места для изношенной губы или забитого фильтра.
• Геометрия, выравнивание и вибрации.Контактные точки, удаленные от центра тяжести деталя, асимметричные расположения пальцев и алюминиевые рамы с прицепом, усиливают динамические моменты;Робот превышение и колебания рельса добавляют относительные движения между чашей и листомПустое поле, которое приходит на 1 ̊2 мм не в том положении, где оно должно быть, может прибыть серьезно не в правильном положении при входе в форму, рискуя помехами в форму.повреждения краев и поверхностные отметины класса А, которые не могут быть восстановлены ни одним процессом ниже по течению.

Коммерческое воздействие легко измерить: упавшая панель может остановить пресс на несколько минут, повредить штамп стоимостью в десятки тысяч долларов или создать переработку, которая увеличит стоимость каждой части.В заводах, сертифицированных по стандарту IATF 16949 или прошедших аудит по стандарту VDA 6.3, каждый инцидент запускает сдерживание, анализ и корректирующие действия, которые потребляют инженерное время.Таким образом, отношение к устойчивости захвата как к конструктивному свойству, а не как к проблеме оператора, является требованием качества, как и производительности.

Как диагностировать и исправить неустойчивый захват

Запишите, когда произошла неисправность, на какой станции, на каком материале и что сообщают датчики, а затем пройдите пять следующих шагов.Большинство растений находят причину до четвертого шага.

1. Измерить реальную динамическую нагрузку

Начните с данных, а не догадок. Взвесьте деталь, отметьте ее материал и толщину, и получите фактический профиль движения робота, перекрестной стойки или седьмой оси при настройке скорости производства.Из профиля, вычислить пиковое ускорение и полученную инерционную силу F = m × a при худшем перевороте, затем добавить гравитационную составляющую.Сравните это значение с силой удержания текущий захватчик может предоставитьРазрыв между ними - не вес деталей - - это нагрузка, с которой должен справляться инструмент; документируйте это для каждого номера деталей в семье, от 0,6 мм алюминиевых наружных панелей до 4 мм AHSS конструктивных пустоты.

2. Пересчитайте сцепление силы и восстановить маржу трения

Использовать измеренную динамическую нагрузку для вычисления требуемой общей нормальной силы: разделить нагрузку в худшем случае на реалистичный коэффициент трения контактной пары, затем умножить на коэффициент безопасности 2 ≈ 3.Если подкладки скользят на смазанной стали, замените гладкий полиуретановый соединение с более высоким сопротивлением трению или добавьте зубчатые отвержденные стальные челюсти и карбидные булавки вольфрама для тяжелых структурных частей.Разместите контакты не менее чем на 3 ‰ 5 мм от обрезки, избегайте бусинок и поверхностей класса А, и распределите точки захвата вокруг центра тяжести, чтобы ускорение не могло вращать часть.

3Проверить и обновить вакуумную схему.

Проверьте каждую чашку: диаметр в диапазоне 30-150 мм, состояние губ и достигает ли она от -60 до -80 кПа в течение доступного времени удара при полной скорости.состояние фильтра и функция компенсации утечкиИспользуйте несколько небольших чашек с отдельными тормозными клапанами вместо одной большой чашки, чтобы одна утечка не могла выпустить деталь.и испытать полную схему на реальных маслянистых пустых местах при скорости производства, а не на чистых образцах в мастерскойЕсли время цикла слишком короткое для одного вакуума, добавьте механическую поддержку для тяжелых или пористых деталей.

4Проверьте геометрию, выравнивание и пробелы.

Проверьте жесткость рамы и параллельность пальцев с поверхностью деталя; сгибающаяся под нагрузкой сцепка возвращает вибрацию в лист.Подтвердить, что инструментация сохраняет рекомендуемое расстояние 20 ‰ 50 мм от отходов и автоматизации, что датчики расположены там, где они надежно видят пустой край, и что все крепления подвергаются крутящему моменту.перепроверьте нулевую точку и переучите путь перед возобновлением производства.

5Добавьте сенсор и запланируйте замену изношенной части.

Вставьте датчики положения ≈ индуктивные или силовые ≈ так что система управления знает, что пустое место находится перед тем, как робот ускорится,и добавить двойной пустой обнаружения толщины на разборщике так что два застрявших листов никогда не входят в передачу. Площадка, чашка и булавка изнашиваются в течение документально подтвержденного срока службы, обычно от сотен тысяч до более миллиона циклов, и заменяют их по расписанию, а не после падения.со временем данные превращают устранение неполадок в профилактику.

Применяя их вместе, эти пять шагов превращают неустойчивое захват из непредсказуемого риска производства в контролируемый,Измеримый параметр процесса, который может контролировать команда технического обслуживания и оптимизировать инженерная команда.

Часто задаваемые вопросы

Почему крепка сбрасывает детали только при более высокой скорости линии?

Инерциальная сила увеличивается с ускорением, при более высокой скорости поперечная стойка переворачивается сильнее, загружая пустоту в два-пять раз больше своего веса.Резерв трения исчезает на этих пиках и часть скользитПересчитайте силу с реальным динамическим ускорением и в 2×3 раза больше фактора безопасности.

Сколько зажимательной силы требуется металлическому щипцу?

Не существует универсального значения, оно зависит от массы части, ускорения, трения и точек соприкосновения.затем умножить на 2 ¢ 3Пятикилограммовой дверной панели обычно требуется от нескольких сотен до более тысячи ньютонов общего нормального действия.

Каков 2×3 разный фактор безопасности для сцепления?

Это множитель, применяемый после вычисления теоретической крепления силы, необходимой для удержания части.Если теория говорит, что 200 ньютонов требуетсяВ вакуумных системах применяется тот же принцип: никогда не полагаться на теоретическую силу без маржа.

Почему пылесосы теряют сцепление с масляными или алюминиевыми полосками?

Масляные пленки создают каналы, которые позволяют воздуху проникать между губой чашки и листом, вытягивая вакуум ниже диапазона от -60 до -80 кПа.AHSS и сформированные панели ведут себя одинаково, потому что они никогда не идеально запечатаныИспользуйте более крупные или несколько чашек, соответствующие соединения губ и генераторы Вентури с компенсацией утечки.

Как часто следует заменять крепления и вакуумные чашки?

Продолжительность службы зависит от состояния поверхности, скорости цикла и контактного давления.но быстрее изнашиваются на оцинкованных или AHSS пустых местах с острыми краямиПроверяйте еженедельно на наличие остекления, порезов или потерянной эластичности; заменяйте контакты до того, как снизится трение. Отслеживайте интервалы между прицепами для прогнозного обслуживания.

Могут ли датчики предотвратить неустойчивое захват?

Датчики не могут добавить крепления, но они обнаруживают нестабильность до повреждения.в то время как двойной пустой обнаружение останавливает два застрявших листов от входа в матрицуВакуумные или силовые сигнализации, когда сила сдерживания падает ниже порога, в сочетании с правильным размером силы превращают случайные падения в предотвратимые события.

Заключение

Нестабильное сцепление на высокой скорости редко становится загадкой, как только случай нагрузки определяется количественно.сила зажима с размерами без динамической маржи безопасности, загрязненные или изношенные контакты, утечка вакуума на маслянистых или пористых листах, и геометрия инструмента, которая усиливает вибрацию.пересчитать требуемую нормальную силу с коэффициентом безопасности в 2×3Эти действия превращают случайный, дорогостоящий сбой в контролируемый параметр процесса.Если вашей команде нужна помощь в аудита существующего пакета инструментов конца руки или указание нового металлического щипца, свяжитесь с нашей инженерной командой с вашими чертежами деталей и данными цикла, мы поможем вам определить решение, которое будет надежно работать на полной скорости линии.