كيف يعمل مغذي الوعاء الاهتزازي؟ شرح أنواع المحركات

A مغذي الوعاء الاهتزازي هو العامل الصامت وراء تقريبًا كل خط تجميع آلي. يأخذ كومة فضفاضة من الأجزاء الصغيرة — البراغي، المسامير، الأطراف، الاتصالات الفضية، النوابض — ويوصلها واحدة تلو الأخرى، موجهة بشكل صحيح، إلى المحطة التالية دون أن يلمسها مشغل. إذا كنت قد تساءلت يومًا كيف يعمل مغذي الوعاء الاهتزازي, ، الجواب القصير هو الاهتزاز المُتحكم به: وحدة القيادة تهز الوعاء عدة مرات في الثانية بحيث تقفز الأجزاء على طول مسار حلزوني وتصطف في صف واحد عند المخرج. المكون الذي يولد هذا الاهتزاز هو المشغل، و نوع مشغل مغذي الوعاء الاهتزازي الذي تختاره يحدد سرعة التغذية، دقة التوجيه، مستوى الضوضاء، استهلاك الطاقة، ومدى رقة تعامل الماكينة مع المكونات الهشة. بالنسبة لمصنعي المنتجات الكهربائية منخفضة الجهد، حيث يمكن لمفتاح الدائرة الصغيرة أو القاطع الواحد أن يحتوي على عشرات الأجزاء الصغيرة، فإن المغذي ومشغله حاسمان لمعدل الإنتاج في الخط. يشرح هذا الدليل مبدأ العمل خطوة بخطوة، ثم يقارن بين الأنواع الرئيسية للمشغلات المستخدمة في أنظمة التغذية الحديثة.

بواسطة هوانغ شياولي | بنلونغ للأتمتة

ما هو مغذي الوعاء الاهتزازي؟

مغذي الوعاء الاهتزازي هو جهاز مغلق بالكامل مصمم لتغذية الأجزاء من وعاء دائري. يتكون من سطح اتصال يسمى المسار الحلزوني الذي يُعرض بالتساوي على الوعاء الدائري. تملأ مركز الوعاء بالأجزاء السائبة غير المعالجة قبل أن يدفع الاهتزاز الأجزاء على المسار الحلزوني إلى المخرج حيث سيتم معالجتها. يتكون المغذي من خمسة مكونات رئيسية:

الوعاء والمسار الحلزوني: الحاوية على شكل أنبوب التي تحمل الأجزاء.
أدوات التوجيه: ميزات موجودة على المسار الحلزوني لمغذي الوعاء الاهتزازي مصممة للسماح فقط بمرور الأجزاء الموجهة بشكل صحيح.
قاعدة القيادة: الجزء السفلي من المغذي مصمم للحفاظ على المغذي مرتفعًا عن الأرض بسبب ثقله.
النوابض الورقية: هذه أنواع خاصة من النوابض تُستخدم لربط الوعاء بقاعدة المغذي.
وحدة التحكم: توفر للمستخدم القدرة على ضبط سعة وتردد الاهتزاز.

كيف يعمل مغذي الوعاء الاهتزازي؟

المبدأ وراءه بسيط جدًا. يرسل المشغل نبضات سريعة إلى الوعاء بمساعدة النوابض الورقية. تُثبت النوابض بزاوية، وبالتالي، كل نبضة تحرك الوعاء لأعلى وللأمام. لا يتحرك الوعاء فقط بعنف لأعلى ولأسفل، بل يدور أيضًا قليلاً حول محوره أثناء الرفع. عندما تنتهي النبضة، تعيد النوابض الوعاء إلى الوضع الأولي، وتستمر هذه العملية عدة مرات في الثانية.

أما بالنسبة للأجسام على المسار، فإن الحركة السريعة الدوارة تخلق العديد من القفزات الصغيرة. في كل دورة يتحرك المسار للأمام وللأعلى بسرعة بحيث يخرج الجسم الصغير من السطح لبعض الوقت، ويتحرك للأمام في الهواء. وهكذا، آلاف المرات في الدقيقة، تجلب هذه القفزات الصغيرة التفاصيل إلى الأمام على طول الحلزون.

على وجه الخصوص، هناك عاملان رئيسيان يؤثران على العملية: التردد والسعة. يشير التردد إلى عدد مرات اهتزاز الوعاء في الثانية، بينما تظهر السعة المسافة لكل اهتزاز.

المشغل: من أين تأتي الاهتزازات

وظيفة المشغل — المكون الذي يحول الكهرباء أو ضغط الهواء إلى اهتزاز — أساسية للجهاز. يتم تركيب المشغل في قاعدة المغذي ومتصل بوعاء المغذي. يجب أن ينتج المشغل نبضات زمنية واضحة بالتردد والقوة الصحيحة. بعبارة أخرى، تحدد خصائصه قدرات المغذي: إذا قدم المشغل قيادة بتردد ثابت وخشن، فلن يتمكن المغذي من العمل عند أي تردد – وينطبق الشيء نفسه على محركات البرمجة للحركة الدقيقة المحددة للأجزاء في المعالجة. توضح الصورة أدناه أنواع المشغلات المختلفة المتاحة اليوم والتي تغطي تقريبًا جميع تطبيقات مغذيات الأوعية الاهتزازية.

أنواع مشغلات مغذيات الأوعية الاهتزازية

المشغلات الكهرومغناطيسية هي الأكثر شيوعًا بفارق كبير. مغذي وعاء اهتزازي كهرومغناطيسي يستخدم ملفًا يتم تنشيطه بواسطة تيار نابض؛ كل نبضة تسحب ذراعًا فولاذيًا متصلًا بالوعاء، وتعيده النوابض إلى الوراء. يتم تشغيل الملف من طاقة التيار الكهربائي المقوم، وعادةً ما ينبض الملف عند 100 هرتز على مصدر 50 هرتز أو 120 هرتز على مصدر 60 هرتز، ويقوم متحكم الثايرستور بتغيير السعة عن طريق ضبط مقدار كل نصف دورة يصل إلى الملف.

هذه الأجهزة متينة ورخيصة وسهلة الإصلاح، وهذا هو السبب في انتشار استخدامها في عمليات التغذية العادية. أكبر عيب هو أن التردد مرتبط بمصدر التيار الكهربائي ما لم يتم إدخال متحكم تردد متغير، لذا يجب تعديل تصميم الكتلة والزنبرك ميكانيكيًا. تستخدم المشغلات البيزوالكهربائية نفس مبدأ انحناء العناصر البيزوالكهربائية بسبب الجهد المطبق بدلاً من الملف. تزن أوعية الاهتزاز البيزوالكهربائية أقل، وتستخدم طاقة أقل بكثير، ولا تولد حرارة كبيرة، وتستجيب بسرعة كبيرة مما يجعلها مناسبة للأجزاء الخفيفة والهشة أو للتركيب في غرف نظيفة وبالاقتران مع المغذيات الصغيرة. يتم تحديد التردد بواسطة الإلكترونيات مما يسمح بضبط غير محدود للرنين. ومع ذلك، فإن السعر، وقوة القيادة المنخفضة تجعلها مناسبة فقط للأنواع ذات الحجم الأصغر.

المحركات الكهروديناميكية أو محركات السيرفو تشمل ملفًا متحركًا يستخدم المبدأ الطويل والمعقد لمكبر الصوت وتدار بواسطة مضخم قابل للبرمجة. يمكن اعتبارها أكثر الأجهزة مرونة من نوعها حيث يمكن برمجة جميع معلمات مغذي الوعاء الاهتزازي. هذا يسمح بمرونة كبيرة في التعامل ولكنه يرفع السعر بشكل كبير.

المحركات الهوائية تنتج الاهتزازات بسبب استخدام الهواء المضغوط، وبالتالي لا تحتاج إلى الكهرباء في التشغيل. تُستخدم بشكل رئيسي في الحالات الخطرة ولتطبيقات التغذية الثقيلة حيث يصعب تركيب الأجهزة الكهربائية. هي بسيطة وموثوقة ولكن من الصعب التحكم بها.

كيفية اختيار نوع المحرك المناسب

اختيار المحرك المناسب ينطوي على الموازنة بين الإنتاجية، حساسية الجزء، العوامل البيئية، والتكلفة. قد تساعدك القواعد التالية في هذا الوضع:

سلامة الجزء: الاتصالات الحساسة، الأسلاك الدقيقة، أو الأجزاء المطلية تناسب جيدًا المحركات الكهروضغطية أو محركات السيرفو التي تسمح برميات ناعمة.
مستوى الإنتاجية: في العمليات واسعة النطاق، تخدم المحركات الكهرومغناطيسية المتينة كحلول ممتازة.
تنوع المنتجات: الخطوط التي تتطلب تبديلًا متكررًا للأجزاء تستخدم نهج التحكم بالوصفة.
التحكم في التردد: في حال كنت تحتاج إلى أداء تغذية دقيق دون أن تكون مقيدًا بتردد التيار الكهربائي، اختر تقنيات الكهروضغطية أو السيرفو، وليس المحركات الكهرومغناطيسية.
ظروف البيئة: العمليات في أماكن قد تكون قابلة للانفجار أو مغبرة قد تجعلك تتخلى عن المحركات القياسية لصالح المحركات الهوائية.
الضوضاء واستهلاك الطاقة: عادة ما تكون الأجهزة الكهروضغطية ومحركات السيرفو أقل ضوضاء واستهلاكًا للطاقة من المحركات الكهرومغناطيسية الكبيرة.
الصيانة والتكاليف: إذا كنت تحتاج إلى الحل الأبسط والأكثر فعالية من حيث التكلفة فيما يتعلق بالشراء والصيانة، استخدم المغذيات الكهرومغناطيسية.

في الواقع، تميل الغالبية العظمى من مصانع التجميع منخفضة الجهد إلى تفضيل المغذيات الكهرومغناطيسية بسبب موثوقيتها وسلامة تشغيلها، وبالتالي تحتفظ بالكهرباء الضغطية ومحركات السيرفو لتوزيع العناصر فائقة الحساسية.

مغذيات الأوعية الاهتزازية في تجميع الأجهزة الكهربائية منخفضة الجهد

على خط التجميع لقواطع الدائرة الصغيرة (MCBs)، قواطع الدائرة المتوسطة (MCCBs)، قواطع التيار المتبقي (RCCBs)، والملامسات المتناوبة (AC contactors)، يمكن أن يتكون المنتج النهائي من عدة أجزاء صغيرة، يجب وضعها جميعًا بشكل صحيح في المرحلة المطلوبة من التجميع. بعض الأجزاء التي تحتاج إلى توجيه صحيح هي براغي الأطراف، الشرائط الثنائية المعدن، الاتصالات المتحركة، الاتصالات الثابتة، النوابض، المسامير، عدّاؤو القوس، والأجزاء البلاستيكية الصغيرة. يتم تزويد كل من هذه الأجزاء باستخدام نوع مختلف من المغذيات التي تم تصنيعها خصيصًا لذلك الجزء المحدد.

نوع المحرك مهم هنا لسببين. أولاً، العديد من هذه الأجزاء — الاتصالات الفضية، الشرائط الثنائية الرقيقة، الأطراف المطلية — يمكن أن تتعرض بسهولة للعلامات أو التشوه، لذا فإن محركًا قابلًا للضبط بلطف يحمي جودة الجزء. ثانيًا، يجب أن تتطابق سرعة التغذية مع زمن دورة رأس التجميع؛; المحطة التي تغذي أقل من اللازم تسبب جوع الخط، في حين أن التغذية الزائدة تسبب الانسدادات.. مطابقة المشغل ووحدة التحكم الخاصة به مع الجزء ووقت الدورة هي جزء أساسي من تصميم نظام تغذية موثوق، سواء كان يزود خط تجميع قواطع الدائرة المصغرة الأوتوماتيكي أو يزود المثبتات إلى آلة تغذية براغي أوتوماتيكية.

ترتبط تصاميم الأدوات واختيار مشغلاتها ببعضها البعض لأن ملف المسار المناسب لمشابك بلاستيكية خفيفة لن يكون قادرًا على تزويد مكون معدني ثقيل بنفس السعة بشكل مستمر. لذلك، يتم تصميم أنظمة القيادة مع مراعاة المكون الذي ستقوم بحمله. في Benlong Automation، يتم تطوير أنظمة التغذية بناءً على مكونات محددة لكل جهاز منخفض الجهد بدلاً من استخدام مغذيات عامة تعتمد على الكتالوج.

المشاكل الشائعة وكيفية إصلاحها

يتطلب الأمر صيانة متكررة حتى من قبل آلة تغذية متقدمة. قد تشمل المشاكل الشائعة ما يلي:

التغذية ببطء أو التوقف تمامًا: يمكن أن يحدث هذا بسبب ضبط منخفض للسعة أو مشاكل في جودة الزنبرك. يُنصح بفحص الزنبرك وإعادة ضبط السعة.

قطعة عالقة في الأدوات: هذا عادة يعني أنه يجب إجراء بعض التعديلات أو أن هناك عددًا كبيرًا جدًا من القطع في الوعاء. قلل عدد القطع في الوعاء وراجع مسار التغذية.

ارتداد زائد: إذا كانت السعة عالية جدًا، يمكن أن تسقط القطع من المسار؛ لذلك، يجب خفضها حتى تتم التغذية بدون أية مشاكل.

سخونة زائدة في الملف على محركات الكهرومغناطيس: يجب قياس الفجوة بين الملف والعضو المتحرك وفحص إعدادات المعلمات.

تغير معدل التغذية يعني أن مادة الملف قد تغيرت بسبب التسخين.

الفحوصات اليومية القصيرة تسمح بتجنب معظم المشاكل المذكورة.

خاتمة

معرفة كيفية عمل مغذي الوعاء الاهتزازي تعتمد على مبدأ واحد: من خلال الزنبركات المائلة، يتم تحويل الإشارة الخالية من المشاكل من المشغل إلى قفزة دوارة تحرك الأجسام على قطعة معدات لولبية إلى خط واحد مثالي. المشغل هو الجزء الرئيسي من الآلية. نوع مشغل المغذي، أي كهرومغناطيسي، بيزوالكهربائي، كهروديناميكي، أو هوائي، يحدد أداء المغذي من حيث السرعة والدقة. المحرك الكهرومغناطيسي هو الخيار الأكثر استخدامًا لتجميع الأجهزة الكهربائية منخفضة الجهد، في حين تنتمي المشغلات البيزوالكهربائية أو السيرفو إلى أجزاء التجميع الحساسة أو المتغيرة.