В середине прошлого века, когда пневмоавтоматика только завоевывала себе место в промышленности, очень популярны были конструктивно законченные функциональные блоки приводных механизмов и управляющих устройств, ориентированные на выполнение какой-либо конкретной технологической задачи. Но очень быстро более практичным был признан серийный выпуск отдельно исполнительных (пневмоцилиндры, пневмодвигатели, захваты и т.п.), управляющих (распределители, логические элементы) и регулирующих (дроссели, регуляторы) устройств, а также принадлежностей (фитинги, шланги и т.п.). Эти элементы входят в программы поставок практических всех фирм, занятых производством пневматики. Из собранных агрегатов все это время серийно продолжали выпускаться, пожалуй, только приводы дверей транспортных средств (автобусов, трамваев, поездов и т.д.).
Но, как известно, все развивается по спирали. И начало нового, XXI, века в пневмоавтоматике совпало с появлением новых комплексных модулей, призванных решать задачи автоматизации на качественно новом уровне. Их появление было обусловлено желанием заказчиков получать от производителей собранные и проверенные блоки, монтаж и ввод в эксплуатацию которых не требовал бы много рабочего времени. При этом значительно облегчается и труд конструкторов на этапе проектирования всей установки, поскольку пропадает необходимость встраивать в конструкцию отдельно исполнительные устройства, необходимую кинематику, или искать место для распределительной и управляющей аппаратуры, или подбирать и программировать контроллеры.
Здесь мы хотим представить несколько таких новых модулей, которые серийно выпускаются фирмой Festo и могут быть использованы как при создании нового высокопроизводительного технологического оборудования, так и при модернизации уже имеющегося.

Устройство проверки мелких деталей Checkbox
Это устройство, являющееся комбинацией пневматики и электроники, представляет новое поколение систем так называемого "машинного видения". Оно предназначено для почти мгновенной (менее 1 мс) бесконтактной проверки размеров, формы и ориентации мелких деталей (длиной от 3 мм и диаметром от 0,5 до 80 мм), поступающих по конвейеру из магазина, и удаления не прошедших этот контроль. Причем детали, просто не правильно расположенные, возвращаются обратно в магазин, а те, которые отличаются от заданного образца размером, цветом и/или формой за пределами установленного допуска, отбраковываются окончательно. Скорость прохождения деталей может быть до 100 штук в секунду при скорости ленты конвейера до 2 м/с. Допустимо даже отсутствие зазора между соседними деталями.
Принцип работы следующий. В режиме самообучения устройство с помощью встроенной видеокамеры "запоминает" предложенный образец по размеру, цвету, форме и расположению относительно вектора движения. Всего, в зависимости от модели, Checkbox может держать в памяти 12 или 48 образцов. Затем в режиме нормальной работы поступающие детали сравниваются с образцом и, в случае расхождения с превышением заданного допуска, сбиваются с ленты конвейера струей сжатого воздуха, подаваемого быстродействующим пневмораспределителем. Четкой идентификации способствует продуманная система подсветки деталей внутри Checkbox. Устройство может выполнять и дополнительные функции: подсчет деталей, прошедших контроль (желаемое количество может задаваться), и сортировка деталей разной формы и размера.
Checkbox компактен, удобен в монтаже и наладке, не требует какого-либо программирования со стороны пользователя, его панель управления проста и понятна. Устройство может быть установлено непосредственно на вибробункере или центробежном бункере. С помощью специального программного обеспечения пользователь может наблюдать за процессом и вносить необходимые коррективы. Имеется ручное устройство диагностики.
Выпускается две версии устройства, отличающихся техническими характеристиками и комплектацией:
· Checkbox Family (функции идентификации, подсчета и сортировки, 3 типоразмера для деталей с диаметром 0,5…10, до 30 и до 80 мм, скорость ленты конвейера до 300 мм/с, 2, 4 или 6 позиций сброса).
· Checkbox Compact (конвейер и распределители заказываются отдельно, стандартная версия и с контроллером, детали диаметром 0,5…25 мм, память на 12 образцов, функция подсчета).

CheckboxStandard	CheckboxCompact

Сепаратор заготовок HPV
Обычно, когда необходимо подавать заготовки, непрерывно поступающие из магазина или по конвейеру, по одной, необходимо использовать два пневматических цилиндра с раздельным управлением. В исходном положении шток первого цилиндра удерживает все заготовки, затем шток второго, выдвигаясь, отделяет только первую, которая после втягивания первого штока получает возможность следовать дальше. Затем снова выдвигается шток первого цилиндра, и после втягивания второго штока оставшиеся заготовки продвигаются на шаг вперед. После этого цикл повторяется.
Такая система требует два распределителя, 4 датчика положения (по два на цилиндр) и контроллер, который будет реализовывать заданную последовательность перемещения штоков. Сепаратор типа HPV объединяет все эти функции в одном корпусе, требуя всего один распределитель и два датчика. Выполнение необходимой последовательности перемещения штоков цилиндров осуществляется за счет встроенного механизма.
Штоки сепаратора из нержавеющей стали выполнены квадратными в сечении, что позволяет реализовать несколько вариантов крепления разделительных губок в зависимости от конструктивных требований. По бокам корпуса имеются пазы для установки стандартных датчиков положения.
Сепаратор выпускается с диаметром поршня 14 (ход штоков 20 или 40 мм) и 22 мм (ход штоков 30 или 60 мм). Допустимое осевое усилие до 100 и до 180 Н, изгибающие и крутящие моменты на шток до 5 и до 9 Нoм соответственно. Имеющаяся программа расчета позволяет быстро выбрать нужный размер в зависимости от вида нагрузки (вертикальная или горизонтальная, статическая, ударная) и подсчитать время срабатывания.
Использование сепаратора типа HPV позволяет экономить деньги не только при закупке оборудования (два цилиндра на ту же нагрузку, распределители, датчики, фитинги и трубопроводы, а также система управления будут в любом случае дороже одного HPV), но и при монтаже и последующем обслуживании.

HPV HSP

Высокоскоростной перекладчик HSP
Одной из самых распространенных задач в машиностроении является быстрый перенос деталей из одного места на другое, который подразумевает использование, как минимум, двухкоординатного привода, т.е. двух исполнительных устройств, не считая собственно захвата. Это означает необходимость в двух распределителях, 4 датчиках положения, соответствующей системы управления, элементов крепления и коммутации, а также значительные затраты на конструкторскую проработку, монтаж и наладку. К тому же при требовании высокой производительности установки необходимо будет повышать скорость перемещения исполнительных устройств, а значит использовать гидравлические амортизаторы в конце каждого хода (4 амортизатора). Даже при незначительном изменении расстояния переноса деталей переналадка такой системы потребует больших временных усилий и должна быть предусмотрена в конструкции. К тому же привод одной из координат нельзя избавить от необходимости перемещать привод другой координаты, вес которого может в несколько раз превышать вес самой детали, что потребует применения пневмоцилиндра гораздо большего размера и стоимости. Дополнительные сложности возникают, если деталь в начальном и конечном положении должна находиться на разных уровнях.
Специальный высокоскоростной перекладчик HSP позволяет сократить эти расходы. Он представляет собой законченный конструктивный узел на основе поворотного цилиндра типа DSM и продуманной кинематической системы, которая позволяет осуществлять быструю переналадку и подстройку в зависимости от размера детали и перемещаемого расстояния. Производительность внушает уважение: за 1 минуту он может переместить 100 деталей весом до 100 грамм (при времени цикла около 0,6 с, включая захват и отпускание детали) при точности позиционирования ±0,01 мм. Максимальная же нагрузка может достигать 1,5 кг. Конструкция перекладчика, кстати, очень компактная, имеет привлекательный дизайн и позволяет легко устанавливать его как в проектируемое, так и в уже имеющееся технологическое оборудование. А закрытый корпус повышает безопасность персонала и снижает риск случайного выхода из строя механизма по причине внешнего воздействия.
К подвижному узлу перекладчика с помощью специальных принадлежностей, входящих в поставку, можно легко прикрепить стандартный захват из производственной программы фирмы Festo. При этом все элементы коммутации (шланги, провода от датчиков) будут уложены в специальный рукав или фиксироваться специальными зажимами. Внутри корпуса перекладчика установлены гидравлические амортизаторы и датчики положения, а также могут быть смонтированы дополнительные цилиндры типа DMM для реализации более сложных перемещений захвата и/или необходимой выдержки времени в одном или обоих крайних положениях.
Подстройка хода по горизонтали и вертикали производится очень просто и независимо друг от друга. Регулировка может производиться в пределах ±13% от номинального значения по горизонтали и до -15% по вертикали. В абсолютных величинах это означает до 25 мм, в зависимости от размера перекладчика, определяемого поворотным цилиндром (приведенный диаметр 12, 16 или 25 мм).

Комбинации цилиндр-распределитель типа DNCV и DNCF
Это, пожалуй, самое распространенное в технике автоматизации модульное решение, особенно популярное для пневматических цилиндров с диаметром поршня от 32 до 63 мм. Установленный на корпусе цилиндра распределитель дает сразу несколько преимуществ: уменьшение габаритов, сокращение времени на ввод в эксплуатацию, экономию сжатого воздуха и сокращение времени цикла, поскольку нет необходимости в заполнении шлангов между распределителем и цилиндром. Это и объясняет то, что такие комбинации, реализованные на базе стандартных продуктов, с успехом используются уже несколько десятков лет.
В последние годы к таким модулям стали предъявляться новые требования: еще меньшие габариты, более гладкая форма поверхности при минимуме выступающих деталей и лучшей защите от факторов окружающей среды, сокращение числа элементов соединения (штуцеры, шланги, глушители), встроенные датчики положения, наличие диагностики.
Этим требованиям полностью соответствуют комбинации цилиндр/распределитель типа DNCV, которые уже несколько лет серийно выпускаются фирмой Festo. При сохранении всех необходимых функций стандартного цилиндра и распределителя (регулируемое демпфирование в конечных положениях, встроенные дроссели для регулировки скорости, стандартный ряд диаметров поршней, присоединение по стандарту ИСО 6431, ремонтопригодность, отображение состояния электромагнитов и ручное переключение) этот продукт обладает рядом дополнительных возможностей и имеет:
· встроенные датчики положения с функцией точной подстройки;
· всего один канал выхлопа с единственным глушителем;
· один разъем под электрический кабель (даже при наличии на распределителе двух электромагнитных катушек, а также двух датчиков положения);
· возможность подключения к AS-интерфейсу;
· встроенную систему диагностики (опция), которая позволяет отображать длительность рабочего хода (прямого и обратного) и число сделанных поршнем ходов.
Последнее новшество позволяет заблаговременно узнать о приближении времени текущего ремонта или обслуживания. Серийно выпускаются варианты с управляющим 5/2-распределителем с одно- или двусторонним управлением или 5/3-распределителем с разным исполнением средней позиции. При установке достаточно подключить один шланг для подачи сжатого воздуха и один электрический кабель. Такой цилиндр с полным правом уже можно назвать "интеллектуальным".
В настоящее время фирма Festo проводит работы над комбинацией типа DNCF, в которой распределитель располагается в задней крышке цилиндра, что еще больше уменьшает габариты и упрощает монтаж.

DNCV DNCF

Более подробно об этих и других новинках фирмы Festo вы можете узнать, позвонив в одно из ее представительств в России или посетив наш сайт www.festo.ru.