Mattias Sundberg | Product Manager na kraje nordyckie i bałtyckie, SMC
LUTY 2025
Systemy podciśnieniowe są podstawowymi elementami wielu zastosowań przemysłowych, od pakowania po przenoszenie materiałów. Oferując łatwą integrację z systemami automatyki, wybór optymalnego rozwiązania na wczesnym etapie projektowania ma kluczowe znaczenie dla powodzenia projektu.
Aby pomóc w osiągnięciu właściwego wyniku, podzielę się moimi przemyśleniami na temat najważniejszych aspektów procesu specyfikacji w ramach prostego trzyetapowego przewodnika. Z przewodnika dowiesz się, jaki typ systemu podciśnieniowego jest najlepszy dla danego rodzaju zastosowania, jakie są niezbędne względy dotyczące różnych materiałów obrabianych przedmiotów (nieporowatych lub porowatych) oraz jakiego typu efektora końcowego powinieneś użyć.
Krok 1: Scentralizowany czy zdecentralizowany?
Pierwszym krokiem jest wybór scentralizowanego lub zdecentralizowanego systemu eżektorowego do wytwarzania podciśnienia. Mówiąc prościej, podstawowa różnica między nimi polega na tym, że scentralizowany eżektor zawiera wszystko, co jest wymagane w tym samym module, od eżektora i zaworu po czujnik ciśnienia i filtr, podczas gdy zdecentralizowany system jest zbudowany z oddzielnych części. Jakie są więc wady i zalety każdego z nich?
Przykład układu centralnego podciśnienia
Konstrukcja „all inclusive” oszczędza czas podczas instalacji i ułatwia konserwację, ponieważ wszystkie komponenty znajdują się w jednym miejscu. Dzięki scentralizowanemu systemowi możliwość wdrożenia komunikacji IO-Link lub magistrali Fieldbus ułatwia łączność w całej fabryce i inteligentne podejmowanie decyzji.
Dobrym przykładem scentralizowanego systemu, zawierającego funkcję oszczędzania energii, a także możliwość jednoczesnego sterowania kilkoma eżektorami i jednostkami nadciśnieniowymi, jest wyspa eżektorowa SMC serii ZKJ. Rozwiązanie serii ZKJ umożliwia sterowanie i monitorowanie do 16 eżektorów podciśnieniowych i/lub zaworów 5-portowych za pośrednictwem kilku protokołów magistrali Fieldbus i IO-Link. Dzięki temu urządzeniu możliwe jest jednoczesne włączenie podciśnienia (próżni) i nadciśnienia (na przykład dla siłowników), co pozwala zaoszczędzić zarówno koszty, jak i miejsce.
Chociaż zdecentralizowane systemy podciśnieniowe mogą być nieco tańsze i bardziej elastyczne w zastosowaniu, często nie są tak inteligentne jak scentralizowane alternatywy. Ze względu na zdecentralizowaną konfigurację, systemy te są preferowane w niektórych zastosowaniach, na przykład podczas opracowywania aplikacji do obsługi podciśnienia z kubkami znajdującymi się daleko od siebie. Inteligentne sterowanie wymaga jednak centralnego sterownika PLC, co wprowadza dodatkową złożoność procesu.
Przykład zdecentralizowanego systemu podciśnieniowego
Krok 2: Wybór odpowiedniego eżektora
Podstawowym kryterium, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze eżektora, jest przepływ strumienia ssania potrzebny do usunięcia powietrza z przyssawek. To z kolei zależy od tego, czy czas potrzebny do osiągnięcia żądanej wartości podciśnienia jest akceptowalny. Wybór optymalnego poziomu podciśnienia zależy niemal całkowicie od obrabianego przedmiotu. Podczas gdy nieporowate produkty z tworzyw sztucznych i metalu nie sprawiają większych trudności w zakresie przepływu podciśnienia, bardziej porowate materiały są problematyczne. Na przykład przy podnoszeniu kartonu można zauważyć tendencję do przeciekania pewnej ilości strumienia ssania przez materiał.
Po ustaleniu podstawowych kryteriów można zacząć rozważać parametry takie jak wydajność (przepływ zasysanego powietrza/zużycie powietrza), oszczędność energii, zapobieganie upuszczaniu przedmiotu obrabianego, możliwości komunikacji, poziom hałasu i potencjalne ograniczenia w obszarze instalacji. Potrzeba dostosowania jest duża, a SMC oferuje kilka typów eżektorów, od bardzo wąskich eżektorów liniowych po rozwiązania „all inclusive” montowane w obrębie wyspy - wszystko po to, aby zoptymalizować wytwarzanie podciśnienia w danym zastosowaniu.
Normalnie otwarty zawór zasilający utrzymuje podciśnienie w przypadku zaniku zasilania, aby zapobiec upuszczeniu obrabianego przedmiotu. Funkcja oszczędzania energii to czujnik podciśnienia, który pomaga utrzymać poziom podciśnienia w dopuszczalnym zakresie, zużywając powietrze tylko wtedy, gdy podciśnienie jest konieczne. Funkcja ta zapewnia znaczną oszczędność energii w porównaniu z systemem, który generuje podciśnienie w sposób ciągły.
Ile naprawdę można zaoszczędzić, stosując energooszczędny eżektor podciśnieniowy? Nasz wysokowydajny eżektor podciśnieniowy serii ZK2 może zmniejszyć zużycie powietrza o ponad 90%. Dla porównania porównaliśmy model ZK2 z naszą serią ZM, pracując z eżektorem podciśnieniowym 10 godzin dziennie przez 250 dni w roku. Model ZK2 zużywa 58 l/min powietrza ANR (w porównaniu do 85 l/min w przypadku ZM) i ma czas usuwania powietrza wynoszący 0,6 sekundy, osiągając 93% roczną redukcję zużycia powietrza.
Graficzne przedstawienie pokazujące, jak zmniejsza się zużycie powietrza
Wybór dostawcy z udokumentowanym doświadczeniem w zakresie zastosowań ma kluczowe znaczenie. W SMC nasz zespół ekspertów ma długą i udaną historię pomagania klientom w zdefiniowaniu optymalnego przepływu strumienia ssania dla konkretnego przedmiotu obrabianego - takiego, który umożliwi niezawodne podnoszenie próżniowe przy jednoczesnym zminimalizowaniu zużycia energii.
Krok 3: Wybór przyssawek podciśnieniowych
W zależności od rozmiaru, kształtu i materiału przedmiotu obrabianego należy odpowiednio dobrać przyssawkę podciśnieniową. Na przykład, jeśli podnosisz zaolejoną blachę, powinieneś użyć bardziej wytrzymałej przyssawki podciśnieniowej o dużej sile chwytu bocznego, podczas gdy szkło wymaga przyssawki, która nie pozostawi śladów, a cienkie plastikowe torby wymagają przyssawki z bardzo cienką i elastyczną wargą.
Materiał, z którego wykonane są przyssawki również wymaga doboru w zależności od warunków otoczenia. Na przykład w zapylonym środowisku przyssawki podciśnieniowe mogą wymagać zintegrowanego filtra lub materiału zapewniającego wyjątkowo długi okres eksploatacji. Mogą również istnieć zastosowania, w których przyssawka będzie pracować w szczególnie trudnych warunkach i wysokich temperaturach. Dzięki doskonałej odporności na ścieranie, przyssawki wykonane z gumy FS61 na bazie fluoru (takie jak serie ZP3C i ZP3M od SMC) oferują ponad dwukrotnie dłuższą żywotność niż przyssawki uretanowe i mogą wytrzymać temperatury do 200° C.
Niezależnie od materiału obrabianego przedmiotu oraz jego rozmiaru i kształtu, oferujemy optymalne przyssawki podciśnieniowe do podnoszenia i przenoszenia. Rozwiązania te spełniają wymagania specyficznego środowiska pracy i pozwalają uzyskać znaczne oszczędności energii w zakresie wytwarzania i wykorzystania podciśnienia.
Podnieś swój projekt
SMC zapewnia niezbędne wsparcie projektowe i aplikacyjne, aby zapewnić bezpieczeństwo, niezawodność, produktywność i efektywność energetyczną systemu podciśnieniowego.
