No fa gaire, la part pneumàtica d'una màquina era un problema d'algú altre. El dissenyador mecànic dissenyava el bastidor, hi col·locava blocs provisionals per a cilindres i bancs de vàlvules i enviava el model a un proveïdor de fluids que calculava els traçats dels tubs, les mides dels ports i l'ajust de la carcassa en paper (o en una eina d'esquema completament separada). Es va assumir que hi havia aire. Aleshores, el prototip va xiular.
Avui dia, els números de cabal d'aire arriben primer a l'estació de treball CAD. Diàmetre, carrera, velocitat de cicle, demanda SCFM, CV de la vàlvula, dimensionament del port del col·lector, ventilació de la carcassa i classificació d'entrada: tot es modela juntament amb la geometria, perquè MCAD és on es resolen els compromisos.
Aquest canvi és important per a qualsevol persona que construeixi màquines. Un cilindre que sembla correcte en el muntatge encara pot morir de gana, tenir fuites o coure els seus solenoides en el moment en què hi arriba aire real.
El flux d'aire pertany al model CAD des del principi
Un cilindre pneumàtic és una peça geomètrica amb una obligació de cabal associada. El diàmetre i la carrera que dibuixeu determinen el volum escombrat. Els cicles per minut que la màquina ha d'arribar determinen la rapidesa amb què es reomple aquest volum. La pressió de subministrament estableix la quantitat d'aire lliure que el compressor ha de subministrar per mantenir-se al dia. Modeleu la geometria sense aquests números i tindreu un cos que cap dins d'un conjunt que es mor de gana.
El CAD sensible al flux d'aire va deixar de ser opcional fa un temps. La capacitat de l'actuador (SCFM) controla la selecció de la vàlvula, el CV de la vàlvula controla la mida del port al col·lector i la col·locació del col·lector controla la longitud del tub, que es tradueix en una caiguda de pressió i, finalment, en la velocitat de l'actuador. Si es mou una variable, les altres es mouen amb ella. És millor veure que això passa al model que a la planta de producció.
SCFM i CFM no són el mateix nombre
La terminologia fa ensopegar els dissenyadors més del que hauria de fer. El CFM és el cabal volumètric a qualsevol temperatura i pressió existents al punt de mesura. Els dos no són intercanviables. Barrejar-los és com una màquina acaba amb un subministrament insuficient.
Per a una lectura més clara sobre la diferència pràctica i per què l'SCFM de la placa de referència d'un compressor sempre superarà el seu CFM a la pressió de línia, el desglossament de SCFM vs. CFM de Nigen és una guia útil per mantenir-lo marcat al costat de l'estació de treball CAD. Un cop la distinció és natural, les fitxes tècniques dels proveïdors de vàlvules, cilindres i compressors deixen de contradir-se entre si.
Les especificacions de flux d'aire impulsen el model d'actuador
El diàmetre del forat és el nombre més important que es calcula. El consum d'aire augmenta amb el quadrat del forat, de manera que un actuador amb una mida un pas més gran, per intuïció, pot duplicar o triplicar el SCFM que la resta del sistema ha d'alimentar. La longitud de la carrera també importa, però linealment. La velocitat de cicle multiplica la demanda per carrera.
L'altra restricció és dimensional. Si l'actuador ha d'intercanviar-se amb peces estàndard, la seva geometria de muntatge no és una variable lliure. Normes com la ISO 6431 per a cilindres de vareta simple fixen els patrons de forats de muntatge, les rosques dels extrems de la vareta i les ubicacions dels ports en el rang de diàmetre de 32 a 320 mm. Modeleu segons l'estàndard i qualsevol cilindre qualificat s'incorpora al conjunt. Modeleu a mà alçada i cada trucada de servei es converteix en una peça personalitzada.
El col·lector canvia el muntatge
El col·lector és on es decideix l'economia del flux d'aire. Les mides dels ports han de coincidir amb el Cv que necessiten els actuadors. El bloc en si ha d'estar prou a prop d'aquests actuadors perquè la longitud del tub no consumeixi el pressupost de pressió. I el material ha de sobreviure a qualsevol cosa que li provoqui l'entorn circumdant, ja sigui boira de refrigerant, rentat, calor ambiental o vibracions.
Modelar el col·lector com un cos real i dimensionat (no un bloc provisional) força aquestes decisions aviat. Es veu si la pila de vàlvules xoca amb un element del bastidor proper. Es veu si els ports d'escapament es disparen contra un arnès de cables. Es veu si el patró de muntatge aterra sobre una superfície plana o una soldadura estranya. Res d'això apareix en un esquema.
Les classificacions de les carcasses restringeixen la geometria CAD
Un recinte que allotja vàlvules solenoides, col·lectors o controls pneumàtics ha de mantenir l'exterior a l'exterior i, sovint, deixar sortir una quantitat controlada de calor. El sistema de classificació NEMA defineix què significa "mantenir fora" per a un entorn determinat (pols, degoteig d'oli, aigua dirigida per mànega, atmosferes corrosives), i cada classificació té conseqüències geomètriques directes en el model.
La recompensa es mostra riu avall
Principalment aigües avall. Quan les especificacions del flux d'aire impulsen el model des del principi, les converses sobre el dimensionament de la vàlvula amb el proveïdor pneumàtic triguen minuts en comptes de dies. Els trams de tubs surten més curts i rectes perquè el col·lector es troba on ha d'estar.
Els temps de cicle del prototip s'acosten als calculats perquè la caiguda de pressió es va pressupostar, no es va endevinar. I el tancament s'envia amb la seva classificació intacta perquè cada penetració es va revisar en funció de la geometria del segell abans de tallar el primer panell.
Res d'això requereix eines inusuals. Requereix que SCFM, Cv, diàmetre, carrera i classe d'ingrés visquin al model com a ciutadans de primera classe, no en un full de càlcul separat que ningú obre fins a la posada en marxa.
