在自动化装配分度机领域,伺服驱动系统近年来受到了广泛的关注。这种系统的灵活性和可编程性当然是有优势的,特别是在这些产品生命周期短和高混合生产的日子里。

但是,如果速度,可靠性和成本很重要,则经过验证和真正的CAM驱动系统仍然是最佳方式。

“伺服机械系统的市场正在增长,但如果你不需要灵活性,就没有理由选择伺服驱动系统,”Weiss North America Inc.的副总裁Bill Eppich说,该公司是伺服和凸轮驱动系统的供应商。“我们凸轮驱动的索引器的销量根本没有下降。事实上,它们还在增长。它们的增长速度不如伺服驱动的索引器,但就总销量而言,凸轮驱动的索引器仍然比伺服驱动的索引器多一个非常大的因素。”

“De-STA-Co的技术应用和客户服务经理汤姆Bemer,”Cam-Drive Indepers将不会逐步淘汰。“

不难看出原因。凸轮驱动的分度系统有许多优点。它们可靠,耐用,易于运行。

“在凸轮驱动系统中,你只需要计算出需要多少站点(这决定了站点的数量),以及要运行哪些流程(这决定了停留时间)。运动轮廓是由凸轮设定的,”Bemer解释说,他的公司生产各种自动化和工作保持组件,包括凸轮驱动和伺服驱动的分度器。对于伺服驱动系统,你需要一个控制工程师来编写加速、减速、速度和其他参数的程序。

凸轮驱动系统提供:

  • 控制加速和减速。
  • 准确和可重复定位。
  • 高负荷和速度能力。
  • 光滑的运动。

他说:“我们设计的凸轮不会让机械装置过载。平滑的运动被切割进凸轮,”Bemer说。“使用伺服系统,很容易将加速和减速设置得过于尖锐,导致过度磨损。”

凸轮和从动件之间的经常接触意味着凸轮驱动的分度器在停留期间提供快速的稳定时间和僵硬的定位。“如果伺服电机必须通过行星齿轮箱,就会有一些反弹,”Bemer补充道。

低维护和卓越的生活是CAM驱动的指数人员的最大益处之一。需要维护时,不需要高级技能。

“我们的一些凸轮驱动系统已经连续运行了二三十年,”Bemer自豪地说。“电子产品无法存活10年或15年。如果伺服驱动器坏了,你可能无法更换它。”

CAM驱动系统具有已知的一致功率要求。当机器运行时,电机从未停止转动,因此当它符合负载时,它总是全速。“通过伺服驱动系统,您可能需要2 HP电机,而不是1 HP电机,因为电机一直启动和停止。它总是立即看到全部负荷,“Bemer说。

最后,时间和位移的关系是恒定的。

“凸轮驱动装配机的操作很简单:你打开电机,它就会以你规定的速度运行,”比尔·比泽说,他是Stelron组件公司的总裁,该公司生产各种凸轮驱动系统,包括旋转分度驱动器和装配机底盘。“所有的动作都是同步的,因此在每个机器周期中,你都能准确地知道每个部件在任何时候的位置。如果速度改变了,你就不用担心一个部件会干扰另一个部件。

“如果你有独立的电机控制每一个动作,它们就需要电子同步。这是可以做到的,但要复杂得多。这涉及到更多的硬件,从而推高了成本,而你只是在模仿摄像头的功能。”

扶轮索引表

最常见的凸轮驱动的装配机是旋转分度台。EPPICH表示,这些单元特别适用于较小的较轻较轻的负载应用。

他解释说:“一个小小的索引表售价3000美元,包括刹车电机、传感器和机器上运行它所需的一切。”一个小型伺服电机和控制器至少要1500美元,包括电缆,这还不包括桌子。另外,你需要一个控制工程师来编程。

“所以,如果你看看经济学,如果一个3,000美元的CAM驱动系统会起作用,为什么我为什么会购买6,000美元的系统?”

Eppich补充道,随着索引表的增大,计算结果变得更加均匀,因为伺服电机的成本在整个系统成本中所占的比例并不大。

来自三共美国公司的阿尔法系列旋转索引表是今天可用的一个很好的例子。三共公司自动化产品销售经理巴里·埃勒特(Barry Eilert)表示,这些表有四年的保修期。每台机组出厂前均注满合成齿轮油,免维护。外壳由铸铁而不是铝制成,具有更大的尺寸稳定性和更好的阻尼特性。

齿轮电机可以驱动表在停止-启动周期或连续旋转,取决于指标和停留时间的要求。按需循环时,可在输入轴上安装定时凸轮和传感器,为PLC提供输入信号。

该表可以配备一个可选的弹簧啮合制动马达,在紧急情况下停止分度运动,无需任何动力要求。如果工具卡住了,一个可调扭矩限制离合器与过载检测将保护分度器免受损坏。

指数可与2到32输出停止和指数周期从90到330度。输出表的范围从100毫米到640毫米的直径,并可以支持表盘从100毫米到4000毫米的直径。工作台由预加载的圆锥滚子轴承支持,以增加刚度和负载能力。

滚子齿轮凸轮和凸轮从动件预加载,零侧隙,定位准确,沉降时间快。凸轮从动件由配套的滚针支撑,运动平稳。

独特的线性索引器

响应凸轮驱动的索引系统一直是最慢的过程确定系统的整体周期时间。Weiss North America提出了一种凸轮驱动的线性索引系统,克服了这一限制。

在Weiss'LS 280系统的核心,是模块化线性索引单元,称为锁定站。在每个站的索引由圆柱形凸轮控制。锁定站可提供70,140,​​280和560毫米的分度音高。

单个锁定站可以在70毫米的间距处容纳10个位置,在140毫米的间距,三个位置,380毫米的三个位置,或以560毫米(双面)的间距为4个位置。双锁定站可以在70毫米的音高上以140毫米的音高容纳28个位置,以280毫米的间距为七个位置,或以560毫米(双面)的间距为六个位置。

每个工位的圆柱形凸轮被设计成与附在工件载体上的凸轮从动件啮合。载体由滚子轴承支撑,滚子轴承行驶在连续的、硬化的和地面的钢导轨上。尽管工作在高速,正弦运动曲线内的圆柱凸轮确保平稳,无冲击运输的载体。

因为该系统是模块化的,一个70毫米间距的锁定站可以与一个140、280或560毫米间距的锁定站配对。

Eppich解释说:“不是一个系统完全以一种速度运行,而是在同一台机器上可以有多个处理时间。”例如,在同一台机器上,可以有0.5秒的索引时间、1秒的索引时间和3秒的索引时间。同时,你仍然可以获得凸轮驱动系统的精确、刚性定位。”

装卸装置和其他装配设备可以直接安装在锁定站上。手动装配站也可以集成到系统中。

带式输送机在锁紧工位之间运输运输工具。这使凸轮彼此间解耦,同时也充当工作站之间的一个小缓冲器。180度和90度角单元都可以创建各种环路布局。

还提供了一个清洁室兼容版本的系统(在6级环境中使用经过认证)。

步行梁索引器

另一个不同的凸轮驱动线性分度系统是斯特龙的循环行走梁组装底盘。这个同步的托盘系统每分钟可以提供15到100个索引。(一种特殊的高速版本每分钟可以运行超过160个索引。)

托盘移动在一个矩形图案周围的桌面由同步,凸轮驱动的行走梁。行走梁用销钉接合每个托盘,托盘在工具钢导轨上行驶。步进梁将托盘水平划分为一个托盘间距。在横梁的定位销脱离之前,一个机械同步锁定横梁与两个低间隙的射销每个托盘相啮合。这种设计分离移动和锁定功能的底盘和结果卓越的长期精度在X,Y和Z轴。

托盘是由弹性,自润滑德林制造。托盘可以作为巢,或固定装置可以安装在上面。整套托盘可以在15分钟内轻松更换。

定位精度为±0.0015英寸在所有位置,包括末端。精度和重复性在机器的使用寿命中是稳定的。不需要像链路、链或频带系统有时那样重新安置站。当连杆轴磨损时,这些其他系统会发生漂移,单个连杆和轴的公差会累积。

底盘的每条腿索引90度从所有其他的阶段,避免了“所有东西一次”索引的其他一些设计。行走梁和锁梁由同一凸轮驱动,由摇臂连接,彼此平衡。这确保了高速,最小的输入功率,低磨损。

托盘可以从各个方面和某些位置处的下面进入。砧座也可以包括在托盘下方以适应压制操作。托盘尺寸可从4到8英寸。

由于模块可以组合,工作台的长度(最高可达30英尺或更长)和宽度都是可用的。托盘轨道之间的充足空间允许挑选和放置单元,工具和其他机制安装在轨道内。