Obrotowy zawias o kącie obrotu 360°, prowadzenie kabli i ograniczenia obrotu

Zawias obrotowy może płynnie wykonać pełny obrót na stole warsztatowym, a po zamontowaniu może pociągać za przewód. Sam zawias niekoniecznie uległ zmianie. Przewód łączy teraz nieruchomą obudowę z elementem obrotowym, a ten ruch względny musi gdzieś się przenieść.

Przebieg kabla w zawiasie obrotowym z momentem obrotowym należy zaprojektować z uwzględnieniem dopuszczalnego zakresu ruchu zespołu okablowanego. Sama specyfikacja zakresu ruchu mechanicznego wynosząca 360° nie określa, o ile ten zespół może się obrócić, jak często może zmieniać kierunek obrotu ani czy może obracać się nieprzerwanie w jednym kierunku.

Najpierw podaje się kolejność obrotów

Zacznij od tego, co operator faktycznie może zrobić. Panel, który obraca się w dowolną stronę i wraca tą samą trasą, stwarza inne wyzwania związane z okablowaniem niż element wyposażenia, który można wielokrotnie obracać w jednym kierunku. Oba rozwiązania mogą pojawić się na rysunku oznaczonym jako “obrót o 360°”.”

Należy zapisać zarówno kierunek, jak i kąt. Sformułowanie “powrót do przodu” jest niejednoznaczne, gdy operator może dotrzeć do przodu, kontynuując ruch wokół tyłu. Należy odróżnić powrót tą samą trasą od wykonania kolejnego obrotu.

W przypadku ciągłej rotacji z przekazywaniem energii elektrycznej jednym z możliwych rozwiązań jest pierścień ślizgowy. Przegląd pierścieni ślizgowych firmy Moog wyjaśnia, w jaki sposób urządzenia te przekazują energię i sygnały między konstrukcjami stacjonarnymi a obrotowymi. Wybór nadal zależy od parametrów obwodu, protokołu transmisji danych, prędkości roboczej, dostępnej przestrzeni oraz warunków otoczenia. Nie należy zakładać, że obrotowy przegub momentowy posiada tę funkcję.

Ograniczony układ prowadzenia kabli może pomieścić określoną liczbę zwojów. Jest to system o ograniczonym zakresie działania: należy określić jego dopuszczalny zakres ruchu, sekwencję powrotu do pozycji wyjściowej oraz granice. “Więcej niż jeden zwój” i “nieograniczony obrót” to różne wymagania.

Otwór centralny nadal pozostawia odcinek skręcający

Poprowadzenie w pobliżu osi obrotu może zmniejszyć obszar, na którym porusza się wiązka przewodów. Nie eliminuje to jednak względnego obrotu między nieruchomym a ruchomym końcem kabla. Nawet kabel przebiegający dokładnie przez oś może się skręcić, jeśli jego końce są unieruchomione i nie mogą się obracać.

Należy prześledzić przebieg wiązki przewodów od stałej obudowy do elementu obrotowego. Należy określić, w których miejscach powłoka jest unieruchomiona, gdzie kabel może się przemieszczać oraz gdzie złącza przenoszą obciążenie na urządzenie. Efektywna długość odcinka narażonego na skręcanie może być znacznie krótsza niż całkowita długość kabla.

• Układ zabezpieczający o stałej szerokości: Należy pokazać zacisk, dławik lub inny element, który stanowi stały koniec przęsła ruchomego.
• Urządzenie zabezpieczające po stronie ruchu: Należy wskazać, który element mocujący obraca się wraz z elementem konstrukcyjnym oraz czy złącze jest odizolowane od ruchów kabla.
• Kontakty pośrednie: Należy uwzględnić tuleje, prowadnice, łączniki oraz krawędzie otworu, które mogą ograniczać ruch lub powodować koncentrację skręcania.
• Ścieżka montażu: Należy sprawdzić, czy zakończone złącze zmieści się w dostępnym otworze, czy też kolejność montażu wymaga innego sposobu podłączenia.

Otwór wystarczająco duży, by pomieścić powłokę kabla, może nadal być zbyt mały dla jego złącza lub tulei ochronnej. Większy otwór również nie gwarantuje odpowiedniej drogi wyjścia. Kabel może wychodzić z otworu pod ostrym kątem i wielokrotnie zginać się na tym samym krótkim odcinku.

Jeśli ruch polega głównie na przesuwaniu się wiązki przewodów drzwi szafki po łuku, należy użyć oddzielnego zawias drzwic panelu sterowania i prowadnica zapewniająca odpowiedni prześwit dla kabli. W przypadku ruchu obrotowego w osi pojawia się dodatkowe pytanie, w jaki sposób rozkłada się obrót na całej długości unieruchomionego odcinka liny.

Przed wytyczeniem trasy należy ustawić punkt odniesienia zespołu

Na rysunku montażowym należy zaznaczyć związek między punktem zerowym a położeniem przewodu neutralnego. Nie są one automatycznie tożsame. Wyświetlacz może wymagać asymetrycznego łuku roboczego lub jego zalecana pozycja oglądania może znajdować się poza środkiem zakresu ruchu.

Należy określić kierunek widzenia stosowany przy ruchu zgodnym z ruchem wskazówek zegara i przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Następnie należy przedstawić orientację odniesienia stałej obudowy, elementu obrotowego oraz elementów ograniczających ruch kabla. Należy udokumentować wszelkie zamierzone wstępne skręcenie kabla; w przeciwnym razie monter może zamontować wiązkę, która na pierwszy rzut oka wydaje się poprawna, ale część jej dostępnego skoku została już wykorzystana.

Panel jest skierowany do przodu. Kabel może być już nawinięty. Rozważmy hipotetyczny wyświetlacz bez skutecznego ogranicznika obrotu. Instalator podłącza wiązkę przewodów w przewidzianym położeniu neutralnym. Podczas konfiguracji wyświetlacz jest obracany o cztery kolejne ćwierćobroty w prawo. Ponownie jest skierowany do przodu, ale połączenie między częścią stałą a ruchomą kabla zgromadziło jeden pełny obrót. Kontrola oparta wyłącznie na końcowym położeniu wyświetlacza nie uwzględnia tej zmiany. Późniejszy ruch w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara może cofnąć ten obrót, ale nie gwarantuje, że kabel uniknął szkodliwego lokalnego naprężenia podczas tego ruchu. Kąty te ilustrują historię obrotów; nie są to zalecane granice ruchu kabla.

Jest to przykładowy scenariusz inżynieryjny, a nie dokumentacja projektu realizowanego dla klienta ani oświadczenie dotyczące testów produktu.

Oznaczenia montażowe mogą pomóc w odtworzeniu zamierzonego zsynchronizowania, pod warunkiem że instrukcje określają również początkowy stan skręcenia kabla. Same oznaczenia nie pozwalają wykryć dodatkowego pełnego zwoju ukrytego w wiązce przewodów. Instrukcje serwisowe powinny zachować ten sam punkt odniesienia w przypadku wymiany panelu lub wiązki przewodów.

Dane znamionowe kabli wymagają określenia warunków testowych

Elastyczny kabel niekoniecznie jest kablem odpornym na skręcanie. Powtarzające się zginanie, skręcanie wokół osi kabla oraz połączenie tych dwóch czynników stawiają różne wymagania wobec przewodów, ekranowania, powłoki zewnętrznej i zakończeń.

Należy uzyskać dane dotyczące dokładnej budowy kabla. Istotne informacje obejmują dopuszczalny skręt w warunkach określonych przez dostawcę, promień zgięcia dynamicznego, zakres temperatur podczas pracy w ruchu oraz ruch testowy. Dane techniczne modelu ROBOT 909 firmy LAPP, na przykład, podaje wartości skręcania oddzielnie od promieni gięcia dla instalacji stałych i zastosowań elastycznych. Te rozróżnienia mają znaczenie; wartości te odnoszą się do tego konkretnego kabla, a nie do każdej wiązki przewodów poprowadzonej przez przegub obrotowy.

Gdy parametr skręcania jest wyrażony jako kąt na jednostkę długości, nie należy przyjmować całkowitej długości wiązki. Istotna jest jedynie długość odcinka faktycznie dostępnego na ruch, a skręcenie może nie rozkładać się na nim równomiernie. Pobliska opaska zaciskowa, ciasna tuleja lub kontakt z krawędzią wylotową mogą powodować koncentrację ruchu. Należy poprosić dostawcę kabla o sprawdzenie proponowanych odstępów między elementami mocującymi oraz łącznej ścieżki zginania i skręcania.

Warunki testowe ograniczają również znaczenie opublikowanych wyników cyklu. Te Wyjaśnienie firmy igus dotyczące robotycznych badań skręcania kabli opisuje określone odstępy między elementami mocującymi oraz zakresy obrotu. Wynik wynikający z takiego układu nie kwalifikuje sam w sobie krótszego lub inaczej zamocowanego zestawu pasów w kompaktowym uchwycie obrotowym.

Należy sprawdzić cały wiązek przewodów. Kabel zasilający, ekranowany kabel danych oraz przewodnik ochronny mogą mieć różną budowę i różne ograniczenia ruchowe. Dodanie tulei lub zaciśnięcie wiązki może wpłynąć na sposób, w jaki elementy te poruszają się razem. W przypadku gdy wiązka przewodzi druga oś pochylenia, należy uwzględnić pozycje łączne, zamiast sprawdzać każdą oś osobno.

Umieść ogranicznik w zakresie roboczym kabla

Dopuszczalny zakres obrotu musi być zgodny z ograniczeniami wiązki przewodów, a także ze skokiem zawiasu i geometrią otoczenia. Należy określić punkty końcowe ruchu w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara i przeciwnym do ruchu wskazówek zegara na podstawie udokumentowanego schematu montażowego. Nie muszą one być symetryczne.

Wyznaczony punkt zatrzymania musi zatrzymać ruch, zanim lina napięje się, przekroczy dopuszczalny stopień skręcenia lub obciąży złącze w niedopuszczalny sposób. Należy uwzględnić odchylenia w synchronizacji zespołu, tolerancje położenia elementów ograniczających oraz wszelkie przemieszczenia wykraczające poza kontakt z pierwszym punktem zatrzymania. Nie ma jednej uniwersalnej wartości w stopniach, którą należy odjąć od skoku podanego w katalogu.

Moment przytrzymujący nie oznacza zatrzymania obrotu. Tarcie może utrudniać ruch, a jednocześnie umożliwiać operatorowi dalsze obracanie. Jeśli zawias jest wyposażony w ogranicznik, należy upewnić się, że jest on przeznaczony do pełnienia funkcji zatrzymującej w danym zespole. Obciążenia konstrukcyjne ogranicznika oraz nadmierny skok zostały omówione w Przewodnik projektowania przemysłowych mechanizmów otwierania i zamykania.

Etykieta wskazująca kąt lub instrukcja obsługi nie uniemożliwiają fizycznie wykonania kolejnego skrętu. W przypadku gdy ochrona kabla zależy od ograniczonego zakresu ruchu, konstrukcja urządzenia musi zapewniać skuteczne środki egzekwowania tego zakresu w ramach przewidzianego zastosowania i warunków eksploatacji.

Zobacz, jak działa gotowa wiązka przewodów

Przed oceną płynności działania przegubu obrotowego należy zamontować rzeczywiste typy linek, złącza, tuleje i elementy mocujące. Reakcja linki może ułatwiać ruch w jednym kierunku i utrudniać go w drugim. Test przegubu na sucho nie pozwoli wykryć tego wpływu.

Zwróć uwagę na zmiany związane z pozycją lub historią ruchów:

• Wzrost siły w pobliżu jednego z końców może wskazywać, że na krótkim odcinku gromadzi się skręt lub napięcie.
• Powrót do pozycji docelowej po zwolnieniu może wskazywać na moment przywracający linki; należy również uwzględnić inne obciążenia zespołu.
• Nagłe zacięcie, ruch łącznika lub przesunięcie pętli wskazują na interakcję związaną z prowadzeniem przewodu, którą może maskować pojedyncza średnia wartość momentu obrotowego.

Obserwacje te wyznaczają kierunek badań; żadna z nich sama w sobie nie pozwala ustalić przyczyny. Należy porównać kontrolowane przesunięcia z udziałem wiązki przewodów i bez niego, o ile pozwala na to układ testowy, zachowując stałą geometrię podpór i inne obciążenia. Należy użyć metoda pomiaru momentu obrotowego zawiasu w celu określenia kierunku, prędkości, czasu zatrzymania oraz zgłaszanej ilości.

Zwiększenie momentu obrotowego zawiasu może ograniczyć widoczny powrót sprężysty, nie zmieniając jednak nadmiernego naprężenia linki. Przed zastosowaniem wyższego ustawienia momentu obrotowego w celu skompensowania tego zjawiska należy skorygować przebieg linki lub ograniczenie ruchu.

Sprawdź poprawność rzeczywistej sekwencji regulacji

Wielokrotne przesuwanie palcem od lewej do prawej pozwala sprawdzić jedynie zachowanie tej sekwencji. Może to nie uwzględniać sytuacji, w której użytkownik dokonuje kilku regulacji w tym samym kierunku, osiąga pozycję serwisową lub podłącza wiązkę przewodów w innym położeniu.

Należy sprawdzić gotowy układ wraz z pokrywami, elementami mocującymi i złączami umieszczonymi w przewidzianych dla nich miejscach. W miejscach, gdzie bezpośredni widok jest zasłonięty, należy wybrać metodę obserwacji, która pozwala zachować geometrię przebiegu przewodów. Zdjęcie pokrywy, która prowadzi wiązkę przewodów, może wpłynąć na wynik.

Przed rozpoczęciem cyklu należy określić kryteria akceptacji: dopuszczalny wysiłek ruchowy i powrót do pozycji wyjściowej, parametry elektryczne lub transmisji danych, trwałość połączeń oraz dopuszczalny stan kabla. Docelowa liczba cykli, prędkość, czas trwania cyklu i temperatura muszą wynikać z przewidywanego trybu pracy oraz dokumentacji dostawcy. Wynik badania trwałości samego zawiasu nie pozwala określić żywotności wiązki przewodów.

W przypadku obaw dotyczących awarii przerywanych należy monitorować odpowiednie funkcje elektryczne podczas ruchu. Sprawdzenie ciągłości przeprowadzone wyłącznie w stanie spoczynku może nie wykryć przerwy zależnej od położenia, a samo sprawdzenie ciągłości nie pozwala stwierdzić sprawności łącza danych. Należy stosować kontrole elektryczne odpowiednie dla zainstalowanych obwodów.

Zmiana konstrukcji kabla, długości aktywnej, orientacji złącza, elementów mocujących lub tulei powinna skutkować ponowną analizą odpowiednich danych. Ten sam numer katalogowy zawiasu nie oznacza, że te konfiguracje wiązek są równoważne.

Należy zaznaczyć na rysunku przebieg kabla zawiasu obrotowego

Rysunek powinien umożliwić innemu monterowi odtworzenie ruchu, który został przez Ciebie zatwierdzony. Szkic przebiegu trasy oraz krótki zestaw wytycznych są zazwyczaj bardziej przydatne niż wskazówka “należy pozostawić luz kabla”. Należy uwzględnić:

• Numer wniosku: Oś, kierunek widzenia, punkt zerowy montażu, dopuszczalny skok w każdym kierunku oraz informacja, czy uniemożliwiono wykonywanie dodatkowych obrotów w tym samym kierunku.
• Układ wiązki przewodów: Oznaczenia kabli i złączy, stałe i ruchome elementy mocujące, rozpiętość czynna, obwiednia trasy oraz przewidywane warunki montażu.
• Kontrola podróży: Punkty zatrzymania i dopuszczalne odchylenia, przy czym maksymalny skok zespołu musi mieścić się w zweryfikowanych granicach wiązki przewodów.
• Dowody potwierdzające: Obowiązujące dane dotyczące kabli oraz wytyczne dotyczące testów montażowych, w tym zastosowane sekwencje ruchów i sekwencje eksploatacyjne.

Po określeniu tych wymagań należy zapoznać się z dostępnymi Zawiasy obrotowe 360 w zakresie geometrii montażowej, możliwości poprowadzenia kabli, charakterystyki momentu obrotowego oraz konfiguracji skoku. Należy sprawdzić te cechy na rysunku wybranego modelu; nie należy ich wywnioskować na podstawie nazwy kategorii.

W przypadku zapytania dotyczącego modelu należy dołączyć zaznaczony szkic trasowania i określić, czy zespół wymaga przemieszczania w ograniczonym zakresie, czy też ciągłego obrotu. Należy poprosić o rysunek proponowanego modelu oraz potwierdzenie jego istotnych cech. Dzięki temu dostawca zyskuje konkretny punkt odniesienia do porównania, a jednocześnie zapewniona jest zgodność kabla z określonym wiązkiem przewodów i dokumentacją zespołu.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące prowadzenia kabli i ograniczeń obrotu

Czy zawias obrotowy o kącie obrotu 360° może obracać się w sposób ciągły, gdy są do niego podłączone przewody?

Tylko wtedy, gdy pozwala na to cała konstrukcja elektryczna i mechaniczna. Tradycyjna wiązka przewodów łącząca elementy stałe i obrotowe ma ograniczoną zdolność do przemieszczania się. Ciągły obrót w tym samym kierunku zazwyczaj wymaga zastosowania odpowiedniego obrotowego interfejsu elektrycznego lub innej konstrukcji, która zapobiega nieograniczonemu skręcaniu się kabla.

Czy otwór na kabel pośrodku zapobiega skręcaniu się przewodu?

Nie. Zapewnia on kanał prowadzący i może zmniejszyć promień zagięcia wiązki, ale kabel nadal może się skręcać między unieruchomionymi końcami. O zachowaniu kabla po zamontowaniu decydują: geometria kanału, efektywna długość ruchoma, konstrukcja kabla oraz historia jego skręcania.

Ile obrotów wytrzymuje linka przeznaczona do obciążeń skrętnych?

Nie ma uniwersalnej liczby zwojów. Należy stosować się do konkretnych warunków podanych przez dostawcę liny dotyczących skręcania, długości roboczej, zginania, temperatury oraz powtarzalnych ruchów. Dopuszczalny zakres odchylenia kątowego oraz liczba cykli zmęczeniowych określają różne ograniczenia; żadna z tych wartości nie oznacza, że lina może gromadzić nieograniczoną liczbę zwojów.

Czy odwrócenie obrotnicy wyeliminuje zmęczenie materiału kabla?

Cofanie się tą samą trasą może zmniejszyć nagromadzone skręcenie, ale nie cofa zużycia ani zmęczenia materiału spowodowanego już ruchem. Linę nadal należy poddać badaniom kwalifikacyjnym pod kątem powtarzających się wychyleń oraz rzeczywistego sposobu jej zamocowania.

Czy linka powinna znajdować się w pozycji neutralnej w połowie drogi?

Może to być przydatne w przypadku symetrycznego zakresu ruchu, ale nie jest to reguła uniwersalna. Wymagany łuk roboczy, geometria trasy oraz ograniczenia dostawcy mogą wymagać innego ustawienia urządzenia. Należy określić wybrany punkt odniesienia oraz ewentualny zamierzony skręt wstępny, aby zapewnić ich odtworzenie podczas produkcji i serwisowania.

Czy dłuższy kabel może zastąpić ogranicznik obrotu?

Nie. Dodatkowa długość użytkowa może ułatwić poprowadzenie trasy w określonych granicach, ale niekontrolowany nadmiar kabla może się zaczepić lub spowodować nadmierne skupienie sił zginających. Nie pozwala to na nieograniczony obrót w tym samym kierunku. Jeśli konstrukcja opiera się na określonym limicie przesuwu kabla, limit ten nadal musi być przestrzegany.