Vakuum-Pick-and-Place-Anwendungen

Bei Vakuum-Bestückungsanwendungen werden Vakuumwerkzeuge zum automatischen Anheben und Ablegen von Werkstücken eingesetzt. Derartige Pick-and-Place-Werkzeuge sind in modernen Fertigungsanwendungen für den automatischen Materialtransport weit verbreitet. Vakuumsysteme machen solche Anwendungen effizient und kosteneffektiv, und wir werden die verschiedenen Komponenten behandeln, die zu diesen Systemen gehören. Vakuumsysteme werden bei den folgenden Arten von Pick-and-Place-Anwendungen eingesetzt:

• Automatische Montage von Teilen bei der Herstellung elektronischer Geräte
• Heben und Stapeln von einem oder mehreren Kartons in Lagern
• Aufnehmen der fehlerhaften Artikel vom Förderband
• Verpackung von Lebensmitteln in Lebensmittelverarbeitungsbetrieben
• Anheben von Glasscheiben oder Bodenfliesen
• Heben von Blechen, Spritzgussteilen in der Automobilherstellung

Inhaltsübersicht

• Übersicht über Vakuum-Bestückungsanwendungen
• Pressluft
• Ventile
• Manometer
• Vakuumerzeuger
• Saugtopf
• Schläuche
• Fittings

Übersicht über Vakuum-Bestückungsanwendungen

Abbildung 2 zeigt einen Schaltplan für eine einfache Vakuum-Pick-and-Place-Anwendung. Die Auswahlkriterien für die einzelnen Vakuumkomponenten werden im Folgenden erläutert:

Pressluft

Druckluft ist das Hauptelement für den Betrieb einer Pick-and-Place-Anwendung und ist in den meisten Einrichtungen vorhanden. Vakuumerzeuger erzeugen mit Hilfe von Druckluft einen Unterdruck zwischen der Oberfläche des Saugers und dem Werkstück und fixieren sie so. Der Vakuumerzeuger muss sicherstellen, dass ein ausreichender Druckluftdruck aufrechterhalten wird, um während des gesamten Vorgangs ein Vakuum zu erzeugen.

Der pneumatische Vakuumerzeuger kann ein- oder mehrstufig sein. Sobald die Druckluft durch eine oder mehrere Venturidüsen geleitet wird, dehnt sie sich aus und erzeugt ein Vakuum. Für eine höhere Saugleistung ist ein mehrstufiger Vakuumerzeuger für die gleiche Druckluftmenge wie ein einstufiger Vakuumerzeuger wünschenswert.

Ventile

Ventile helfen bei der Überwachung des Vakuumniveaus und sorgen für den richtigen Durchfluss der Druckluft in das System. Zwischen dem Vakuumsauger und der Druckluftquelle sind verschiedene Ventile installiert, die unterschiedlichen Zwecken dienen. In einer allgemeinen Vakuum-Pick-and-Place-Anwendung werden die folgenden Ventiltypen installiert:

• Rückschlagventil: Ein Rückschlagventil lässt den Druckluftstrom nur in eine Richtung im System fließen. Wird in der Regel nach dem Vakuumerzeuger installiert. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an Rückschlagventilen an.
• Druckluftregelventil: Im Allgemeinen wird ein pneumatisches Magnetventil zur Steuerung der Hauptluftversorgung oder von Aktoren im Druckluftsystem verwendet. Wenn sich diese Ventile öffnen, wird die Luft zwischen dem Ventil und dem Saugnapf evakuiert, wodurch ein Vakuum entsteht, das es dem Saugnapf ermöglicht, am Werkstück zu haften. Direktwirkende (Prozess-)Ventile werden meist als Vakuumventile eingesetzt, da sie keinen Mindestdifferenzdruck benötigen. Es können auch extern gesteuerte pneumatische Ventile verwendet werden. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an Magnetventilen an.

Bei der Installation dieser Vakuumventile sollte die Strömungsrichtung der Luft sorgfältig berücksichtigt werden. Da das Ventil nur eine bestimmte Durchflussrichtung hat, sollte die Druckluft vom Hochdruck- zum Niederdruckanschluss strömen können. Das bedeutet, dass der Auslassanschluss des Ventils an die Vakuumseite der Anwendung angeschlossen werden sollte. Durchflussmenge, Konstruktionsprinzip des Ventils, Leckrate, Ansprechzeit und Schaltungsfunktion (2-Wege, 3-Wege) sind einige Kriterien, die bei der Auswahl eines Vakuumventils sorgfältig zu berücksichtigen sind.

Um mehr über den Einsatz von Ventilen in Vakuumsystemen zu erfahren, lesen Sie unseren Artikel über den Einsatz von Magnetventilen in Vakuumanwendungen. Sie können sich auch über den Einsatz von Kugelventilen in Vakuumsystemen informieren.

Manometer

Ein Vakuum-Manometer wird bei Pick-and-Place-Anwendungen verwendet, um den Unterdruck abzulesen. Diese Messgeräte werden in der Nähe des Einlasses des Saugers und/oder in der Nähe des Auslasses der Druckluftquelle installiert. Der negative Wert des Manometers (in Bezug auf den atmosphärischen Druck) zeigt den Vakuumdruck an. Im Allgemeinen wird ein Rohrfedermanometer zum Ablesen eines moderaten Vakuumdrucks verwendet. Zum Ablesen des Hochvakuums wird ein speziell entwickeltes hochempfindliches Druckmessgerät verwendet. Temperatur, Druck und die für die Anwendung erforderliche Genauigkeit sind wichtige Faktoren bei der Auswahl eines Druckmessers. Bei einem Vakuummeter ist eine Abweichung von ± 0,025 bar vorzuziehen. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an Manometern für Vakuumanwendungen an.

Vakuumerzeuger

Ein Vakuumerzeuger erzeugt mit Hilfe von Druckluft das für die Anwendung erforderliche Vakuum. Daher müssen wir zunächst die für den Saugnapf erforderliche Druckänderung und die erforderliche Reaktionszeit berechnen. Eine geringe Saugleistung führt zu einer schwachen Haftung im Saugnapf. Die Ansprechzeit kann sich mit zunehmender Länge der Vakuumleitung verlängern. Für die Auswahl des Vakuumerzeugers ist die vorherige Kenntnis dieser Daten erforderlich. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an Vakuumerzeugern an.

Vakuum-Saugnapf

Ein Vakuumsauger ist ein Bauteil, das bei einer Pick-and-Place-Anwendung in direkten Kontakt mit dem Werkstück kommt. Der Vakuumerzeuger saugt die Luft zwischen der Oberfläche des Saugers und dem Werkstück ab und erzeugt ein Vakuum. Der atmosphärische Druck übersteigt den Druck zwischen Sauger und Werkstück, so dass sich der Vakuumsauger an das Werkstück anlegt.

Im Allgemeinen wird die Kraft, die durch den Vakuumsog ausgeübt wird, wie folgt berechnet:

• Wo,
  • F = Haltekraft,
  • ∆P = Differenz zwischen Atmosphärendruck und Druck im Sauger
  • A = effektive Ansaugfläche

Auch die Ausrichtung der Last und die Art des Saugnapfes, mit dem das Werkstück gehalten wird, beeinflussen die Kraft. Zu den gebräuchlichen Vakuumsaugertypen gehören Flach-, Oval- und Balgensauger. Der erforderliche Sicherheitsfaktor und der Reibungskoeffizient müssen ebenfalls bekannt sein, um die erforderliche Hubkraft zu berechnen. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an Vakuumsaugern an.

Schläuche

Pneumatikschläuche werden benötigt, um Druckluft für die Pick-and-Place-Anwendung zu transportieren. Diese Schläuche müssen einem hohen Druck standhalten, damit sie ohne Leckage mit Druckluft betrieben werden können. Es ist nicht ratsam, dünne Schläuche zu verwenden, da sie schon bei mäßiger Hitze unter Vakuum zusammenfallen können. Die Schläuche müssen für den erforderlichen Volumenstrom und die Größe der Saugnäpfe ausgelegt sein. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an Pneumatikschläuchen an.

Fittings

Vakuumwerkzeuge werden im Allgemeinen mit festen oder abnehmbaren Anschlüssen versehen, um sie an eine Druckluftleitung anzuschließen. Die ordnungsgemäß installierten Anschlüsse verhindern Leckagen und gewährleisten einen ordnungsgemäßen Durchfluss der Druckluft. Diese Beschläge sollten leichte Werkstücke aufnehmen können, ohne dass es zu Biegespannungen im Saugnapf kommt. Häufig werden Pneumatik-Steckverschraubungen und andere Pneumatik-Kupplungen (Verteiler, Sicherheitskupplungen usw.) verwendet. Sie sind in einer Vielzahl von Größen erhältlich und sollten je nach Größe und Art des verwendeten Saugers ausgewählt werden. Die Art des zu bearbeitenden Materials (porös, nicht porös) ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Ebenso wichtig ist es, dass die Bohrung des Fittings und die Vakuumleitung richtig dimensioniert sind. Die für die Anwendung erforderliche Temperatur und der Druck sollten ebenfalls berücksichtigt werden. Aluminium und Messing sind die am häufigsten verwendeten Werkstoffe für solche Armaturen. Sehen Sie sich Tamesons Auswahl an pneumatischen Kupplungen und Steckanschlüssen an.