Достижение точности автоматического позиционирования конвейера

Поскольку автоматизация производства быстро развивается, конвейеры используются не только для транспортировки, но и для точного размещения материалов (или продуктов). От них часто требуется постоянно доставлять продукцию в точное место. При транспортировке продукта конвейером выбор оборудования во многом повлияет на способность системы надежно доставлять продукт в заданное положение — стационарное (индексируемое) или динамическое. В этой статье рассматриваются некоторые распространенные типы конвейеров и сравниваются диапазоны точности позиционирования, которые можно ожидать от каждого типа.

Ниже мы будем использовать результаты, опубликованные Dorner Manufacturing в 2019 году, для сравнения производительности конвейеров с корончатым шкивом и рифлеными V-образными направляющими, а также опубликованные данные различных производителей конвейеров. На конечную позицию продукта могут повлиять многочисленные факторы. Однако в этом обсуждении предполагается, что материал может быть размещен точно и перемещаться без проскальзывания по поверхности ленты и без использования дополнительных приспособлений.

Исторически конвейеры просто обеспечивали способ транспортировки продукции из одного места в другое. Использование конвейеров в производстве широко признано необходимым, поскольку они дают множество очевидных преимуществ. Хотя они считаются критически важными, в процессе проектирования системы они часто остаются второстепенными.

Одним из наиболее признанных преимуществ является сокращение трудозатрат на транспортировку продукции между производственными процессами. Еще одним ключевым преимуществом является сокращение незавершенного производства (НЗП), что может привести к снижению затрат на транспортировку материалов или, в некоторых случаях, к потерям из-за лома (лом может возникнуть, когда материал помещается в контейнеры или обрабатывается во время транспортировки). С другой стороны, в некоторых приложениях конвейеры могут использоваться для намеренного увеличения количества материала в качестве буфера между процессами для повышения общей эффективности оборудования (OEE). Безопасность может быть решающим фактором при использовании конвейеров, поскольку они избавляют рабочих от прямого контакта с оборудованием и потенциально могут исключить некоторые травмы при повторяющихся движениях.

В этой статье важно уточнить некоторые словарные запасы. Под отслеживанием ленты, используемом здесь, понимается движение из стороны в сторону (ось X), которое происходит во время движения ленточного конвейера. Это движение основано на положении поверхности ремня относительно осевой линии привода и натяжного шпинделя. Хотя это звучит похоже, отслеживание конвейера (ось Y) используется в приложениях роботов, где скорость движущегося конвейера рассчитывается так, чтобы робот мог выбирать или размещать движущиеся объекты на динамической поверхности. Термин «дрейф» относится к несоответствию между расстоянием вращения, пройденным окружностью приводного шпинделя, и фактическим расстоянием, пройденным ремнем. Это отклонение ожидаемо, а фактическое положение вызвано микропроскальзыванием ремня на приводном шпинделе.

Конвейеры с корончатым шпинделем использовались для перемещения угля и руды с момента их изобретения Томасом Робинсом в 1892 году. В 1913 году Генри Форд представил конвейерную ленту на своей сборочной линии в Ford Motor Company. В то время конвейеры в основном использовали конструкцию корончатого шпинделя. Коронка представляет собой шпиндель с немного большим диаметром в центре приводной поверхности, чем по краям. Физический феномен конвейерных лент, следующих за шпинделем наибольшего диаметра и, таким образом, самоцентрирующихся или отслеживающих, завораживает. Этот метод отслеживания конвейера принят уже более века.

Если сдвинуть ремень в сторону, он автоматически вернется к центру шпинделя. Тот факт, что ремень самоцентрируется после разрыва, подтверждает, что он также может в некоторой степени смещаться или смещаться вбок с места. Это может произойти по разным причинам, например, из-за несоответствия ленты, неравномерной загрузки ленты или перемещения материала на конвейер или с него с помощью боковых сил, например бокового переноса продукции. Стоит отметить, что при движении в непредпочтительном направлении способность корончатого шкива к точному отслеживанию довольно плохая. Предпочтительным направлением является шкив ведомого шпинделя на разгрузочном конце.