Bộ tạo chân không PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV – Ejector khí nén COAX Xi40-3 cho hệ thống tự động hóa

Bộ tạo chân không PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV là thiết bị tạo áp suất âm bằng khí nén, thuộc dòng piCLASSIC của PIAB – Thụy Điển. Sản phẩm sử dụng hai cartridge COAX Xi40-3 với cấu trúc ejector ba tầng, được thiết kế để tạo chân không trong các hệ thống gắp hút, định vị và vận chuyển sản phẩm tự động.

Thiết bị có Part Number 9904034, lưu lượng hút mở tối đa 9,88 SCFM, tương đương khoảng 280 lít/phút, tại áp suất khí cấp 6 bar. Cấu hình bao gồm đầu nối khí nén Ø8 mm, cổng chân không G3/4 inch, bộ giảm thanh và đồng hồ đo chân không.

Với kết cấu hai cartridge, PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV có thể được tích hợp vào robot công nghiệp, máy đóng gói và các cụm gắp sản phẩm sử dụng nhiều giác hút. Khả năng làm việc thực tế phụ thuộc vào độ kín của hệ thống, mức chân không yêu cầu và lưu lượng khí nén cấp.

Thông số kỹ thuật PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV

Các giá trị lưu lượng và độ chân không được công bố theo điều kiện thử nghiệm của thiết bị. Lưu lượng hút thực tế thay đổi theo mức áp suất âm và điều kiện khí nén cấp vào.

Điểm kỹ thuật quan trọng của cấu hình COAX Xi40-3×2

Hai cartridge tạo lưu lượng hút trong cùng một cụm

PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV sử dụng hai cartridge Xi40-3 được bố trí trong thân piCLASSIC. Mỗi cartridge có nhiệm vụ tạo chân không từ nguồn khí nén cấp.

Khi hai cartridge hoạt động đồng thời, tổng khả năng hút của thiết bị tăng so với cấu hình một cartridge cùng loại. Đây là đặc điểm phù hợp với các hệ thống có thể tích đường hút lớn hoặc yêu cầu rút ngắn thời gian tạo chân không.

Các cartridge không cần động cơ quay riêng. Quá trình tạo chân không được thực hiện bằng dòng khí nén thông qua các vòi phun ejector.

Công nghệ ejector ba tầng

Công nghệ COAX sử dụng các tầng ejector để tận dụng năng lượng của khí nén. Khi khí nén đi qua vòi phun, vận tốc dòng khí tăng và hình thành vùng áp suất thấp tại cửa hút.

Không khí từ đường chân không được cuốn vào dòng khí dẫn động và thoát ra qua cửa xả. Cấu trúc nhiều tầng giúp cải thiện đặc tính hút trong phạm vi vận hành được thiết kế.

Cartridge Xi40-3 hướng đến khả năng tạo mức chân không sâu. Điều này phù hợp với các ứng dụng sử dụng giác hút tiếp xúc với vật liệu có bề mặt tương đối kín.

Khả năng giữ sản phẩm không chỉ phụ thuộc vào độ chân không

Khi lựa chọn một bộ tạo chân không, thông số -94 kPa thường được chú ý đầu tiên. Tuy nhiên, mức chân không tối đa không phải yếu tố duy nhất quyết định khả năng gắp giữ sản phẩm.

Trong thực tế, lực giữ phụ thuộc vào chênh lệch áp suất, diện tích hút hữu hiệu, đặc tính bề mặt và điều kiện chuyển động của cơ cấu.

Mối quan hệ giữa lực hút và diện tích giác hút

Lực hút lý thuyết được xác định bằng công thức:

Trong đó, \(F\) là lực hút tính bằng N, \(\Delta p\) là chênh lệch áp suất tính bằng Pa và \(A\) là diện tích hút hữu hiệu tính bằng m².

Ví dụ, với giác hút có đường kính hữu hiệu 40 mm, khi hệ thống đạt mức chân không -60 kPa, lực hút lý thuyết xấp xỉ 75,4 N.

Đối với robot chuyển động nhanh, lực giữ phải được kiểm tra trong cả giai đoạn tăng tốc và giảm tốc. Nếu sản phẩm có bề mặt không đồng đều, diện tích hút hữu hiệu cũng có thể nhỏ hơn diện tích hình học của giác hút.

Lưu lượng hút và khả năng bù rò rỉ

Lưu lượng hút có vai trò quan trọng khi làm việc với carton, bao bì hoặc vật liệu có độ kín không cao.

Khi xuất hiện rò rỉ tại bề mặt tiếp xúc, ejector phải liên tục hút lượng không khí đi vào hệ thống. Nếu lưu lượng rò rỉ vượt khả năng hút ở mức chân không đang sử dụng, áp suất âm sẽ giảm.

Vì vậy, PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV cần được lựa chọn dựa trên đường đặc tính hút theo áp suất, thay vì chỉ căn cứ vào lưu lượng hút mở cực đại 9,88 SCFM.

Thiết kế cụm gắp hút sử dụng PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV

Bố trí thiết bị gần cụm giác hút

Trong hệ thống Pick and Place, khoảng cách giữa bộ tạo chân không và giác hút ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng. Đường ống dài làm tăng thể tích khí cần hút trước khi đạt mức chân không yêu cầu.

Với cấu hình hai cartridge, nên bố trí thiết bị tại vị trí thuận tiện để hạn chế chiều dài đường chân không. Các đầu nối phải kín khí và có tiết diện phù hợp với lưu lượng hút.

Cổng chân không G3/4 inch cho phép kết nối với ống hoặc cụm phân phối chân không thông qua phụ kiện phù hợp.

Điều khiển hút và nhả bằng van khí nén bên ngoài

Model PCL.X2BN.S.08D.SV không tích hợp van điều khiển điện từ. Khi sử dụng trong hệ thống tự động, cần bố trí van điều khiển nguồn khí cấp bên ngoài.

Van thường được điều khiển từ PLC hoặc bộ điều khiển robot. Khi nhận lệnh hút, van mở để cấp khí nén đến ejector. Khi kết thúc chu trình, van đóng để dừng tạo chân không.

Nếu ứng dụng yêu cầu nhả sản phẩm nhanh, cần thiết kế cơ cấu phá chân không phù hợp. Việc chỉ ngắt khí cấp không bảo đảm sản phẩm được giải phóng ngay, đặc biệt khi đường hút có thể tích lớn.

Giám sát trạng thái hút

Phiên bản này được trang bị đồng hồ đo chân không để kiểm tra trực tiếp mức áp suất âm. Đồng hồ phục vụ quan sát và kiểm tra tại thiết bị, không cung cấp tín hiệu điện để điều khiển PLC.

Nếu dây chuyền yêu cầu xác nhận trạng thái đã gắp được sản phẩm, cần bổ sung cảm biến hoặc công tắc chân không điện tử.

Tín hiệu xác nhận có thể được sử dụng làm điều kiện cho phép robot nâng sản phẩm, giúp hạn chế nguy cơ mất vật trong quá trình chuyển động.

Ứng dụng PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV theo đặc tính sản phẩm

Robot gắp linh kiện có bề mặt kín

Đối với các chi tiết kim loại, nhựa hoặc kính có bề mặt tương đối phẳng, ejector có thể tạo độ chân không phù hợp để hình thành lực giữ tại giác hút.

Trong ứng dụng này, độ kín của bề mặt tiếp xúc giúp hệ thống đạt mức chân không nhanh hơn. Tuy nhiên, lựa chọn giác hút vẫn phải dựa trên hình dạng, khối lượng và hướng chuyển động của sản phẩm.

Máy đóng gói và hệ thống xử lý bao bì

Bộ tạo chân không PIAB có thể dùng để gắp khay nhựa, nâng hộp, chuyển bao bì hoặc hỗ trợ cơ cấu tách sản phẩm.

Với vật liệu mềm, cần kiểm tra hiện tượng biến dạng khi áp suất âm tăng. Mức chân không quá cao có thể khiến bao bì bị hút lõm hoặc mất hình dạng, ảnh hưởng đến thao tác đặt sản phẩm.

Dây chuyền cấp phôi tự động

Trong hệ thống cấp phôi, thiết bị có thể kết hợp với tay gắp khí nén hoặc robot để di chuyển chi tiết từ khay chứa đến vị trí gia công.

Cấu hình hai cartridge phù hợp với các cụm gắp cần lưu lượng hút tương đối lớn nhưng vẫn yêu cầu bố trí thiết bị gọn. Khi thiết kế nhiều điểm hút, cần tính toán tổng thể tích hệ thống và khả năng rò rỉ tại từng vị trí.

Thiết bị phân loại và vận chuyển sản phẩm

Các máy phân loại có thể sử dụng giác hút để chuyển sản phẩm giữa băng tải và khu vực chứa. Chu kỳ hoạt động thường bao gồm tiếp cận, hút giữ, di chuyển và nhả.

Thời gian tạo chân không phải phù hợp với tốc độ máy. Nếu thời gian hút quá dài, cần kiểm tra kích thước giác hút, đường ống, áp suất khí cấp và khả năng đáp ứng của bộ ejector.

So sánh cấu hình PIAB 2 cartridge và 4 cartridge

Cùng thuộc dòng piCLASSIC, PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV và PCL.X4BN.S.12B.SV có sự khác biệt về số cartridge, lưu lượng hút và kích thước kết nối.

Phiên bản bốn cartridge có lưu lượng hút mở danh mục gấp đôi phiên bản hai cartridge trong cùng điều kiện công bố.

Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa lực giữ sản phẩm sẽ tăng gấp đôi. Lực giữ chủ yếu phụ thuộc vào mức chân không và diện tích hút. Việc tăng số cartridge thường có lợi hơn đối với thời gian hút và khả năng xử lý lưu lượng rò rỉ.

Do đó, không nên lựa chọn cấu hình lớn hơn chỉ vì yêu cầu nâng vật có khối lượng lớn. Cần tính toán đồng thời lực giữ, mức chân không và lưu lượng yêu cầu.

Kiểm soát khí nén cấp cho PIAB piCLASSIC

Áp suất làm việc tại thiết bị

PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV có lưu lượng hút tối đa được công bố tại áp suất khí cấp 6 bar. Giới hạn áp suất cấp tối đa khoảng 7 bar.

Trong quá trình vận hành, áp suất cần được đo tại đầu vào thiết bị khi ejector đang hoạt động. Áp suất đo tại bộ điều áp trung tâm có thể cao hơn áp suất thực tế do tổn thất trên đường ống và van.

Nguồn khí cấp phải bảo đảm lưu lượng cần thiết cho hai cartridge làm việc đồng thời. Nếu van điện từ hoặc đường ống khí cấp có tiết diện quá nhỏ, hiệu suất tạo chân không có thể suy giảm.

Chất lượng khí nén

Khí nén chứa nhiều nước ngưng, dầu hoặc hạt bụi có thể làm nhiễm bẩn các vòi phun ejector. Điều này làm thay đổi tiết diện dòng khí và ảnh hưởng đến khả năng tạo áp suất âm.

Hệ thống cần được trang bị bộ lọc và thiết bị xử lý khí phù hợp. Việc sử dụng khí sạch cũng giúp cải thiện độ ổn định của van điều khiển và các phụ kiện liên quan.

Điều kiện cửa xả

Khí nén sau khi đi qua cartridge được thải ra môi trường qua bộ giảm thanh. Bộ giảm thanh có chức năng hạn chế tiếng ồn phát sinh từ dòng khí xả.

Không được bịt kín cửa xả hoặc để bộ giảm thanh tắc nghẽn. Áp suất ngược tại cửa xả có thể làm giảm chênh lệch áp suất trong ejector và ảnh hưởng đến đặc tính hút.

Bảo trì PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV theo các dấu hiệu vận hành

Khi bảo trì, cần ngắt nguồn khí nén, xả áp và bảo đảm cơ cấu gắp không còn mang tải. Các cartridge phải được kiểm tra trong điều kiện sạch, tránh để vật lạ đi vào đầu phun.

Nếu thay thế cartridge, cần sử dụng loại Xi40-3 phù hợp với cấu hình sản phẩm. Không tự ý lắp cartridge khác đặc tính vì có thể làm thay đổi lưu lượng, độ chân không và mức tiêu thụ khí.

Mã đặt hàng và khả năng thay thế PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV

Mã PCL.X2BN.S.08D.SV xác định phiên bản piCLASSIC có hai cartridge Xi40-3, gioăng NBR, đầu nối khí cấp Ø8 mm và cổng chân không G3/4 inch.

Part Number tương ứng là 9904034. Đây là mã quan trọng cần sử dụng khi đặt mua hoặc đối chiếu thiết bị thay thế.

Theo bảng chuyển đổi của dòng PIAB Classic sang piCLASSIC, mã 9904034 được liệt kê là phương án thay thế cho một số cấu hình Classic trước đây:

Khi chuyển đổi, cần kiểm tra thêm kích thước lắp đặt, kết nối khí và điều kiện vận hành thực tế. Việc xuất hiện trong bảng thay thế không có nghĩa toàn bộ đường ống và phụ kiện có thể giữ nguyên mà không cần đối chiếu.

Đối với nhu cầu báo giá, khách hàng nên cung cấp đầy đủ model, Part Number và số lượng cần mua. Trường hợp thiết bị đang được lắp trong máy, hình ảnh tem và vị trí lắp đặt sẽ hỗ trợ kiểm tra khả năng thay thế.

PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV trong hệ thống chân không công nghiệp

Bộ tạo chân không PIAB PCL.X2BN.S.08D.SV thuộc dòng piCLASSIC, sử dụng hai cartridge COAX Xi40-3 để tạo áp suất âm từ nguồn khí nén. Sản phẩm có lưu lượng hút mở tối đa 9,88 SCFM tại 6 bar, được trang bị đồng hồ chân không và bộ giảm thanh.

Thiết bị phù hợp với robot gắp đặt, máy đóng gói, cụm cấp phôi và hệ thống vận chuyển sản phẩm bằng giác hút. Để lựa chọn đúng cấu hình, cần xác định mức chân không, lưu lượng hút, thể tích hệ thống và yêu cầu điều khiển.

Đối với việc thay thế bộ tạo chân không cũ, mã PIAB 9904034 giúp nhận diện chính xác sản phẩm. Kiểm tra đầy đủ cấu hình cơ khí và điều kiện khí nén trước khi đặt hàng sẽ hạn chế sai khác trong quá trình lắp đặt.