- 진공 소스 흐름에 대한 보수적인 하한선과 누출 흐름에 대한 보수적 상한선을 사용하여 수요에 대한 공급을 확인합니다. 이 문서의 수락 임계값은 최소한 1.50 의 비율입니다.
- 필요한 각 구역이 압력 임계값에 도달하고 지정된 창에 대해 안정적으로 유지되며 움직임 허용 논리를 만족시킨 후에만 리프팅을 활성화합니다.
- 정의된 결함 조건을 포함하여 전체 움직임 궤도에 대한 정상 홀딩 용량, 접선 미끄럼 저항 및 모멘트 분포를 검증합니다.
- 홀딩 시간은 총 비상 위치 지정 시간을 기반으로 합니다. 불충분한 홀딩 또는 제어된 위치 지정 기능을 가진 작업물은 적용되지 않는 것으로 직접 판단됩니다.
00 이그제큐티브 요약
판지, 골판지, 가방 및 다공성 복합재는 지속적으로 공기를 허용합니다. 흡입 흐름은 파이프 볼륨에서 가스를 배출하고 컵 립과 재료 공간을 통해 누출을 보상합니다. 입력 유량이 작동 진공 수준에서 효과적인 흡입 유량에 접근하면 진공이 느리게 증가하거나 변동하거나 허용 임계값에 도달하지 못할 수 있습니다. 따라서 선택은 누출, 배출 시간, 마찰, 이심률, 동적 가속 및 지역 파괴를 고려해야 합니다. 부드러운 강철에 대한 압력-차이-시간-면적 모델만으로는 부족합니다.
GB/T 41098 — 2021, 크레인 — 안전 — 하중 리프팅 액세서리, 현재 효력이 있으며 ISO 17096:2015 [ 1 ][ 2 ]와 동일합니다. 두 가지 모두 크레인, 호이스트 및 수동 제어 하중 처리 장치의 고정되지 않은 하중 리프팅 액세서리에만 적용됩니다. ISO 17096는 공압 부품의 위험을 명시적으로 배제하므로 로봇 엔드 효과기 또는 공압 회로의 완전한 안전 기반으로 직접 확장할 수 없습니다. GB/T 32293 — 2015는 현재 효력이 있으며 진공 장비의 하드웨어 누출 Q_H에 대한 누수 테스트 방법을 선택하는 데만 사용됩니다. 컵 입술 Q_E [ 3 ]에서 카톤 다공성 흐름 Q_P 또는 프로세스 유입에 대한 표준 준수를 설정하지 않습니다. ISO 4414:2010는 기계의 공압 시스템의 설계, 절연, 잔여 에너지 및 유지보수에 적용되지만 공장 공기 공급 시스템, 가스 실린더 및 공기 수신기는 제외합니다 [ 4 ].
이 보고서는 진공 그립핑 하위 시스템의 엔지니어링 릴리스를 정의합니다. 완전한 기계 위험 평가, 안전 관련 제어의 검증, 로봇 통합 규정 준수 및 공기 수신기 규정 준수는 공식적인 전제 기록을 필요로 합니다. 하위 시스템 테스트가 통과되면 기계 수준의 안전 릴리스도 완료합니다. 이 방법은 2.5 의 부하 안전 계수, 1.5 의 유량 예비 계수, 2.0 s 의 설립 한계, 4대역 고장 내성을 계산 및 검증을 위한 선택된 연구 기준선으로 사용합니다.
공통 연구 기준
| 아이템 | 연구 기준 | 합격 조건 |
|---|---|---|
| 고장 중 최소 홀딩 차동 | Δp_min,LB = 45 kPa | 측정 하단 경계 사용; 모든 건강한 영역은 하중이 지지대에 도달할 때까지 그 위에 남아 있습니다. |
| 정상적인 리프팅-허용 차이 | Δp_pick,LB = 50 kPa | 각 영역은 20 연속 샘플을 100 Hz에서 얻으며, 하위 한계는 50 kPa이며 창 피크-피크 변화는 2 kPa입니다. |
| 부하 안전 계수 | S_L = 2.5 | 모든 경로 방향, 가속도 및 이심률에 대한 용량/설계 수요 비율≥ 1.00 |
| 누출 유량 예비 계수 | K_Q = 1.5 | Q_S,LB/Q_L,UB에 적용된 연구 계수 |
| 보수적인 흐름 기준 | Q_S,LB/Q_L,UB ≥ 1.50 | 동일한 참조 상태에서 소스 흐름 하한선과 누출 상한선을 비교합니다. |
| 진공 설립 한계 | t_pick ≤ 2.0 s | 컵 접촉부터 각 구역이 50 kPa 하단 경계에 도달하고 200 ms 동안 안정적으로 유지될 때까지 |
| 구역 | 4 상호 절연 구역 | 하나의 구역이 완전히 고장나면 나머지 시스템이 하중 및 모멘트 기준을 충족 |
| 백업 공급 및 보유 시간 | t_1−t_0 ≤ 0.10 s | t_0: 주 공급 손실; t_1: 모든 구역 발생기 입구에서 공급 압력 하한 ≥0.40 MPa |
| 오류 확인 | t_2−t_0 ≤ 0.50 s | t_2: 컨트롤러가 오류를 확인하고 설정 명령을 발행합니다. |
| 제어된 세트 다운 | t_3−t_2 ≤ 4.00 s | t_3 : 지지대로의 하중 전송이 완료되었습니다. t_res≥ 0.50 + 2 × 4.00 = 8.50 s |
| 샘플 수락 | 각 테스트 셀은 FAT 및 SAT에서 독립적으로 실패가 없습니다. | 모든 실패는 전체 항목에 실패합니다. 수정 후, 첫 번째 시도에서 항목을 반복. |
주요 결론
- 압력 차이, 유효 영역, 하중 방향, 마찰 및 모멘트를 함께 확인합니다. 정격 흡입력과 컵 수는 초기 선택 입력입니다.
- 다공성 작업물의 경우 실제 접촉 조건에서 누출 유량 상한을 측정하고 45 kPa 압력 차이 및 0.40 MPa 의 최소 공급 게이지 압력에서 진공 소스 유량 하한과 비교하여 검증합니다. 만약 Q_S,LB/Q_L,UB< 1.50 라면, 조건은 실패한다.
- 흡입 허가는 각 구역의 압력 스위치 또는 센서에서 나옵니다. 각 구역의 압력 하한이 200 ms 동안 최소 50 kPa로 지속적으로 유지되고 피크-피크 변화가 2 kPa 보다 크지 않을 때만 리프팅이 허용됩니다. 고정된 지연 시간만으로는 흡입이 설정되었음을 선언하는 데 사용되어서는 안되며, 이렇게 하면 기준에 실패합니다. SMC의 공식 선택 정보는 마찬가지로 타이머에만 의존하는 것보다는 설정된 흡입의 압력 신호 확인을 요구합니다 [ 5 ].
- 대형 중앙 챔버의 평균 압력으로 인해 개별 구역의 고장이 가려져서는 안 됩니다. 각 구역에 독립적인 압력 측정, 유량 제한 또는 체크 밸브를 통한 격리 기능과 구별 가능한 경보를 제공하십시오.
- 높은 누출 카톤의 경우, 방전 모델 및 최소 공급 압력에서의 성능을 검증하지 않은 공기 수신기는 공기 손실 보호로 취급되지 않습니다. 단열 방전, 최소 공급 압력에서의 유량 하한선, 공기 소비 상한선을 사용하여 백업 진공 소스 또는 압축 공기 예비량을 재계산하고 주 에너지 공급을 차단하는 물리적 결함 주입 테스트로 검증합니다.
- 릴리스는 누출 기록, 검증된 동적 엔벨로프, 단일 구역 고장 테스트 및 제어된 설정 종료 기록이 필요합니다. 만약 누락되어 있으면, 기록이 공개되지 않았으며, 경험 기반 서명은 부족하다.
01 범위 및 기호
이 문서는 공압식 산업용 마니풀레이터, 로봇 또는 전용 핸들링 기계를 사용하여 상단 또는 지정된 흡입 표면에서 그립을 잡은 골판지, 미코팅 판지, 투과성 백 및 유사한 작업물을 다룹니다. 평가는 컵 접촉에서 시작되며 진공 발생, 분배, 모니터링, 이동, 분리 및 안전한 배치를 포함합니다. 고정되지 않은 하중 리프팅 액세서리로 분류된 장비는 GB/T 41098 — 2021 / ISO 17096:2015. 로봇 엔드 효과기는 별도의 시스템 통합 및 제어 안전 검증이 필요합니다.
R1은 카톤 구조 설계, 공기 수신기 용기 규정 준수, 완전한 기계 위험 평가, 제어 시스템 안전 무결성 및 폭발성 분위기를 위한 장비 선택 등 다섯 가지 기록을 검사합니다. 하위 시스템 엔지니어링 릴리스는 모든 레코드 식별자를 사용할 수 있고 R1에 입력할 때만 진행될 수 있습니다. 누락된 레코드는 R1이 실패하게 만든다.
| 기호 | 의미 | 유닛 |
|---|---|---|
| Δp_LB | 대기압에서 컵 캐비티 절대 압력을 뺀 하위 한계 측정 | 파 또는 kPa |
| A_eff,LB,i | 불확실성을 감소시킨 후 지정된 압축에서 Cup i 효과 면적 하한선 | m² |
| C_i | i번째 진공 패드의 정상 용량, C_i=Δp_min,LB A_eff,LB,i | N |
| Q_S,LB | 지정된 차이 및 최소 공급 압력에서 소스 추출 유량 하한 | 초 |
| Q_L,UB | 시료, 방향, 압축 및 오염 조건에 대한 누출 유량 상한 | 초 |
| μ_LB | 불확실성을 감소시킨 후 지정된 오염 및 마모 상태에서 접촉 쌍 마찰 하한 | — |
| N_i、T_i | 진공 컵 i와 흡입면의 2차원 접촉력 벡터에 의해 전달되는 정상 인장력 | N |
| m_UB,g | 작업물 질량 상한 및 중력 가속도; 이 보고서는 g= 9.81 m/s ²를 사용합니다. | kg、m/s² |
| a_n,UB,a_t,UB | 정상 운동, 고장 브레이크 및 제어된 세트 다운 중 정상 및 접선 가속의 상한 | m/s² |
| S_L、K_Q | 부하 안전 계수 및 유량 예비 계수 | — |
| V_Z,UB | 하나의 영역에 의해 탈출된 볼륨의 상한선 | L |
| p_N、T_N | 기준 상태; 이 보고서에서 101.325 kPa 및 293.15 K로 고정 | kPa, K |
| U_x | 수량 x, k= 에 대한 확장된 측정 불확도 2 | x와 같음 |
효과적인 면적은 진공 컵 형상, 5–9 mm 의 잠긴 압축 범위 및 측정 불확실성에서 파생됩니다. 외부 윤곽 영역은 효과적인 영역으로 직접 사용되어서는 안됩니다. 이 보고서는 U_A/A≤ 2%를 요구하고 계산에서 A_eff,LB=A_eff,meas−U_A를 사용합니다. Schmalz의 공식 기술 정보는 이론적 홀딩 힘을 F=ΔpA로 표현하고 다공성, 거친 작업물이 달성 가능한 진공을 감소시킨다는 것을 알려줍니다 [ 6 ][ 7 ]. 공급업체 카탈로그 홀딩 힘은 예비 선택에 사용되며, 하위 시스템 엔지니어링 릴리스는 일관되게 압력 차이 하한선, 효과적인 면적 하한선 및 이 보고서의 안전 요소를 사용합니다.
02다공성, 에지 씰링 및 누출 메커니즘
측정하기 전에 입력 공기의 세 가지 소스를 구분하십시오. 재료-공간 흐름 Q_P, 컵 립과 표면 사이의 마이크로 채널을 통한 누출 Q_E, 피팅, 밸브 및 배관을 통한 하드웨어 누출 Q_H.
Q_L = Q_P + Q_E + Q_H종이 섬유, 주름, 코팅, 접착 솔기, 테이프 및 지역 변형은 재료 흐름 저항에 영향을 미칩니다. 컵 압축, 립 경도 및 접촉 위치는 가장자리 씰링에 영향을 미칩니다 파이아브의 골판지 정보는 보드의 다공성과 컵 씰링을 사이클 간 누출 변화의 원인으로 식별하고 F = AP를 사용하여 낮은 진공과 큰 면적의 하중 지지를 설명합니다 [8]. 이러한 소스는 누출 메커니즘의 식별과 구성의 선택을 지원합니다.
Tiwari와 Persson은 거친 기판과 흡입 컵 시험을 사용하여 인터페이스 누출, 컵 부피 및 강성이 분리 시간에 어떻게 영향을 미치는지 분석했습니다. [ 9 ]. Gabriel et al.는 표면 거칠기, 컵 직경 및 컵 수를 누출 및 에너지 소비 모델에 통합했습니다 [ 10 ]. 프로젝트 어플리케이션에서 재료 이름에서 고정 계수를 할당하는 대신 실제 접촉 쌍과 압축 조건에 대한 누출을 측정합니다.
리크 테스트는 작업물을 통한 공정 리크와 하드웨어 리크를 구분해야 합니다. 먼저 방수 표준 플레이트에 각 진공 컵을 밀봉하고 45 kPa 압력 차이에서 Q_H를 측정한 다음 실제 작업물을 설치하고 Q_L를 측정합니다. 고정된 하드웨어 게이트는 Q_H,UB/Q_S,LB≤0.05입니다. 초과되는 경우, 시스템을 정지하고 수리하십시오. 소스 용량을 증가시키는 것은 피팅 또는 밸브의 실패를 숨기지 않습니다. 실제 작업물 측정은 Chapter 08의 10개의 숫자 경계 셀을 사용합니다. worst, similar, typical과 같은 라벨은 숫자 셀을 대체하지 않습니다.
02.1 정의된 누출 시험 절차
각 테스트에 대해 0.10 m/s에서 서페이스에 정상적으로 접근하고 테스트 셀에 대해 압축을 5 mm, 7 mm, 또는 9 mm 로 설정합니다. 영역 소스를 활성화하고 0에서 12 s까지 압력과 정상화된 유량을 기록합니다. 10.0–12.0 s 의 안정성 창을 사용하십시오: 모든 압력 하단 경계는 ≥ 50 kPa 이며 표시된 피크-피크 변화는 ≤ 2 kPa 입니다. 이 창에서 가장 큰 100 ms 이동 평균 누출을 가져와 U_Q를 추가하여 Q_L,UB를 얻습니다. 만약 컵이 접촉 후 2.0 s 이내에 50 kPa 하위 한계에 도달하지 못하고 200 ms 동안 안정적으로 유지된다면, R4는 그 사이클에 실패한다. 원시 데이터를 유지합니다.
오염 경계는 23±2 °C 및 50±10%의 상대 습도로 고정됩니다. 동일한 판지 배치에서 재료를 준비하고 75–150 μm의 종이 먼지로 체를 만들고 흡입 표면에 0.50 g/m²를 균일하게 적용합니다. 이 면적 밀도를 초과하거나 액체 물, 기름 또는 접착제 오염물질이 포함된 카트는 이 릴리스 경계 밖에 있습니다. 진공 패드가 100000 정격 압축 사이클을 완료하거나 씰링 립이 새 패드에 비해 0.50 mm 마모되면 서비스 수명 경계에 도달합니다. 마찰, 효과적인 면적, 누출 및 동적 시험은 이 서비스 수명 경계에서 새 컵과 컵을 모두 포함해야합니다.
종이 표면이 찢어지거나, 컵 립이 판지 뚜껑의 개구부를 가로질러 가거나, 뚜껑이 올라가거나, 높이 차이/깊이가 ≥ 0.50 mm 인 밀봉 립에서 주름, 삽입 또는 테이프 단계까지의 최소 거리가 < 10 mm 인 경우 사이클이 즉시 실패하고 진공 컵 배치 지점이 금지 구역 지도에 추가됩니다. 금지 구역 맵은 지그 좌표를 사용하고 경계 좌표는 1 mm 로 지정됩니다.
작업물 제품군은 재료 등급, 플루트 유형, 층 수, 코팅, 인쇄 커버리지, 테이핑 배열, 허용 컵 위치 및 상부 질량 제한이 모두 동일한 경우에만 누출 데이터를 공유할 수 있습니다. 누출량이 적은 시료가 누출량이 높은 배치를 숨기지 않도록 차이에 대해 별도의 데이터세트를 생성합니다.
03 흡입 용량, 마찰 및 동적 하중
컵 i에 대해 다음과 같이 정상 용량 하한선 및 총 용량을 계산합니다.
C_i = Δp_min,LB A_eff,LB,i
F_N,cap,LB = ΣC_i흡입면이 수평에서 θ을 통해 회전할 때, 다음 방정식을 사용하여 정상 및 접선 설계 요구 사항을 계산합니다. 질량, 가속도 및 이심률에 대해 측정된 상한을 사용합니다. 가속 엔벨로프는 생산 움직임, 단일 구역 고장 후 브레이크, 안전 위치로의 이동 및 배치 중 축별 피크를 포함해야 합니다. 평균 속도는 이러한 값을 대체할 수 없습니다.
F_N,d = S_L m_UB max_t|g cosθ + a_n,UB(t)|
F_T,d = S_L m_UB max_t√[(g sinθ + a_x,UB(t))² + a_y,UB(t)²]
예비 검토 기준:
F_N,cap,LB ≥ F_N,d
μ_LB F_N,cap,LB ≥ F_T,d마찰 계수 테스트를 위해 배치당 10 독립 시료가 포함된 3개의 카톤 배치를 사용합니다. 45 kPa 및 50 kPa 의 압력 차이에서, 지속적인 2 mm 미끄럼의 시작 부분에서 접지력을 측정합니다. 압력 차이, 신규/수명이 끝난 컵, 깨끗한/0.50 g/m² 종이 먼지 상태의 모든 조합에 대한 30 시험을 완료합니다. μ_meas=F_slip/(ΔpA_eff,meas)를 계산하고, 모든 결과의 최소값을 가져와 U_μ를 빼서 μ_LB를 얻는다. U_μ는 ≤ 0.02 이다. 기본 조건은 μ_LB= 0.35 를 사용합니다. Schmalz 설계 정보는 다공성 작업물에 대한 흡입 테스트를 요구하며 수평 작업물에 대해 최소 2, 회전 작업물에 대해 최소한 2.5 [ 6 ]의 안전 인자를 나열합니다. 이 보고서는 모든 하중 방향에 대해 2.5를 사용합니다.
빠른 검사 후, 결합된 하중과 3차원 이심률을 확인합니다. 작업물의 중력 중심에 좌표 원점을 배치합니다. r_i는 원점에서 컵 i까지 이어집니다. n은 흡입면 단위 직선이며 T_i는 평면 내 접선 벡터이며 f_i=N_i n+T_i입니다. M_external은 중력 중심의 결과 힘에 의해 이미 나타나지 않은 독립 쌍만을 포함합니다. 각 10 ms 경로 샘플에서 다음을 만족하는 컵 힘을 해결합니다.
N_i ≥ 0
N_i/C_i + ||T_i||/(μ_LB C_i) ≤ 1
Σf_i + f_external = 0
Σ(r_i × f_i) + M_external = 0컵의 정상 용량과 마찰 용량은 공유 선형 상호 작용 엔벨로프를 만족시켜야 하며, 두 개의 전체 용량은 동시에 사용할 수 없다. 패스는 모든 평형 방정식과 상호작용 엔벨로프를 만족시키는 힘 분포를 필요로 한다; 그렇지 않으면 결과는 실패이다. 외부 모멘트 계산은 3차원 컵 및 중력 중심 좌표, 작업물 두께로 인한 레버 암 및 최대 결함 제동 하중을 포함해야 합니다. 재료 베어링 기준에 따라 보드 분쇄, 면면 탈락 및 판지 플랩 균열을 별도로 확인합니다.
03.1 카톤 접촉 압력 및 변형 기준
Δp_min,LB를 흡입 컵 영역의 평균 압축 응력으로 사용하고 좁은 컵 입술 링의 응력 집중을 인식합니다. 대상 판지에 정적 홀딩 및 동적 사이클링을 수행하고 수락 테스트 후 흡입 표면을 검사합니다. 하드 수락 조건은 다음과 같습니다. 뚜껑이 열리지 않고 라이너가 골판지 매체에서 분리되지 않으며 통과 손상이 발생하지 않습니다. 언로드 후 60 s에서, 언로드 된 참조 평면과 관련하여 흡입 구역의 영구 삽입의 측정 상한은 ≤ 2.00 mm 이다. 모든 구조적 손상은 진공 압력, 하중 및 사이클 시간이 모두 통과하는 경우에도 R9가 실패하게 만듭니다.
각 하위 한계 압력 차이, 45 kPa 및 50 kPa 에서 10 min에 대한 재료 베어링 테스트를 실행합니다. 동적 테스트를 위해, Chapter 08 에 있는 6개의 동적 경로 셀 각각에 대해 120 사이클을 실행합니다. 더 많은 진공 패드는 총 하중 베어링 면적을 증가시키지만 개별 컵 아래의 지역 스트레스를 자동으로 감소시키지는 않습니다. 각 컵의 배치 및 압축은 위의 게이트를 만족시켜야합니다.
04 유량 균형 및 진공 설정 시간
0.40 MPa 의 최소 공급 게이지 압력과 45 kPa 의 압력 차이에서 낮은 유량을 사용하여 실제 파이프, 밸브 및 필터와 함께 발생기의 결합된 성능에서 진공 소스를 선택합니다. 각 구역의 공급 및 수요를 확인하기 전에 소스 및 누출 유량을 동일한 기준 조건, p_N= 101.325 kPa 및 T_N= 293.15 K로 변환합니다. 카탈로그 최대 흡입 유량 또는 궁극 진공만으로는 이 계산을 대체할 수 없습니다.
Q_S,LB = Q_S,meas - U_QS
Q_L,UB = Q_L,meas + U_QL
Q_S,LB(45 kPa 차압, 0.40 MPa 공급 압력) / Q_L,UB ≥ 1.50평균이 아닌 완전한 시험 매트릭스에서 최대 Q_L,meas 표시를 사용하고 높은 누출에도 불구하고 흡입이 성공했기 때문에 시료를 폐기하지 마십시오. 유량계, 공급업체 곡선, 배관 변환에서 유발되는 확장된 불확실성을 U_Q에 포함합니다. 이 보고서는 U_Q/Q≤2%를 요구합니다. SMC의 공식 정보는 실제 발전기, 진공 패드, 작업물, 진공 게이지를 사용하여 누출을 뒤로 계산하는 방법을 설명하고 거친 또는 다공성 작업물을 통한 누출은 필요한 진공에 도달하지 못하게 할 수 있다고 설명합니다 [5]. GB/T 32293-2015는 하드웨어 Q_H 리크 테스트 방법을 선택하는 데만 사용됩니다. Q_P, Q_E 및 총 공정 흐름 Q_L은이 보고서에서 작업물 공정 테스트를 사용합니다. 기록은 압력, 온도, 범위, 샘플링 속도 및 참조 상태를 나타냅니다.
0에서 50 kPa의 압력 차이에 대해 Q_net,LB를 누출을 뺀 최소 정규화된 소스 유량 하한으로 정의합니다. 대기압 p_0에서 대상 절대압 p_1까지의 보수적인 탈출 시간은 다음과 같습니다.
Q_net,LB = min[Q_S,LB(p) - Q_L,UB(p)]
t_ev = V_Z,UB (p_0 - p_1) / (p_N Q_net,LB)
t_pick = t_ev + t_stable + t_auxQ를 L/s로 변환하고 목표 p_1=p_0−50 kPa를 설정합니다. Q_net,LB≤0이면 조건이 즉시 실패합니다. t_stable=0.20 s를 설정하고 밸브 응답, 센서 응답, PLC 스캔 및 허용 출력에 대한 결합 상한을 t_aux=0.10 s로 고정합니다. 각 구역이 50 kPa의 압력 하한에 도달 할 때까지 접촉에서 총 시간, 20 연속 샘플 통과, 창 피크-피크 변화는 ≤2 kPa이며 ≤2.0 s이어야합니다. 어떤 영역도 시간이 초과되거나, 어떤 시료도 임계값 이하로 떨어지거나, 30ms 이내에 새로운 아날로그 시료가 도착하지 않거나, 이산 및 아날로그 신호가 50ms 이상 충돌할 경우 리프팅 및 수평 가속을 억제합니다.
05 구역, 체크 밸브, 유량 제한 및 누출 보상
4개의 구역 각각에 자체 진공 발생 분기, 압력 측정, 절연 구성 요소 및 진단 식별자를 제공합니다. 각 구역의 컵은 작업물 중력 중심의 양쪽을 덮어야 합니다. 어떤 영역이 손실 된 후, 실제 3 차원 좌표를 사용하여 Chapter 03 결합 하중 균형을 확인하십시오. 컵 계수 또는 2 차원 시각적 검사는 부족합니다. 챕터 06는 모든 y 입력이 0인 x-z 평면으로 예제를 제한합니다. 중앙 헤더 압력은 진단에만 사용되며 영역별 권한을 대체할 수 없습니다.
| 아키텍처 요소 | 필요한 함수 | 비준수 조건 |
|---|---|---|
| 독립적인 존 압력 측정 | 지역 누수, 불완전 접촉, 컵 분리 감지 | 헤더 압력만 측정됨 |
| 체크 밸브 또는 진공 유량 분리 | 건강한 영역에서 고장된 영역이 진공을 붕괴시키는 것을 방지 | 한 구역에서 열린 라인은 건강한 구역의 압력 하한선을 45 kPa 아래로 감소시킵니다. |
| 소스 흐름 예비 | 누출 상한에서 압력 유지 | Q_S,LB/Q_L,UB< 1.50 |
| 압력 기반 권한 | 각 구역의 압력 하한 ≥ 50 kPa 200 ms에 대해, 피크-피크 변화≤ 2 kPa | 타이머 또는 하나의 공통 신호가 권한을 제공합니다. |
| 백업 에너지 공급 | t_1 − t_0 ≤ 0.10 s와 유지 될 때까지 t_3 | 단열 보유 시간 < 8.50 s 또는 Q_S,LB/Q_L,UB < 1.50 at 0.40 MPa |
| 제어된 환기 | 500 ms, 속도≤ 0.01 m/s, 위치 오류≤ 5 mm 에 대해 두 지지대가 확인된 후에만 탈출 | 필요한 조건이 충족되지 않는 동안 통풍이 가능합니다. |
SMC의 에너지 절약 밸브 정보는 남아있는 회로에서 진공을 유지하기 위해 덮여 있지 않은 컵의 누출을 제한하는 방법을 설명합니다 [5 ], 파이아브의 폼 그립퍼 정보는 다양한 다공성을 가진 재료를 위한 체크 밸브를 설명합니다 [11 ]. 이러한 구성요소를 선택한 후에도 실제 절연 성능을 확인하기 위해 고장 주입은 여전히 밸브 스티킹, 오염, 역 누출 및 응답 시간을 포함해야 합니다.
효과적인 흡입 영역, 컵 위치 및 씰링, 메인 라인 길이 및 직경, 진공 소스 분포 및 마지막으로 소스 유량을 순서대로 평가하여 누수 보상을 평가합니다. 구역 격리는 유지되어야 하며, 지속적으로 증가하는 흡입 유량으로 대체될 수 없습니다. 큰 지역 개구는 사용 가능한 유량을 소모하고 컵 분리를 숨길 수 있습니다.
06 작업 기준 계산 및 결정
흡입면은 수평 상태로 유지되며, θ=0이며, 계산은 x-z에서 a_y,UB=0, e_y,UB=0, M_x=0, M_z=0으로 이루어집니다. 배열 중심에 관련하여, 컵 투영은 x=±0.25 m와 y=0이며, 중심은 (0.060,0,−0.160) m입니다. Chapter 03 벡터 방정식의 경우, r_i 를 컵 좌표에서 중력 중심 좌표를 뺀 값으로 계산합니다. 모든 0이 아닌 y 가속도, 이심률 또는 모멘트는 완전한 3차원 평형 계산이 필요합니다.
| 입력 | 불확실성을 포함한 지정된 값 |
|---|---|
| 카톤 질량 상부 제한 m_UB | 18.0 kg |
| 컵 카운트 및 구역 | 8 컵 4 영역에서, 영역 당 2 |
| 단일 컵 효과적 면적 낮은 경계 A_eff,LB | 0.0060 m² |
| 2차원 컵 투영 | 배열 중심에 상대적으로: x=± 0.25 m, y= 0 ; 각 영역은 양쪽에 한 컵이 있다 |
| 고장 유지 차동 하단 경계 Δp_min,LB | 45 kPa |
| 정상 리프팅 차동 하단 경계 Δp_pick,LB | 50 kPa |
| 마찰 하단 경계 μ_LB | 0.35 |
| 정상/결함 상향 가속 상한 a_z,UB | 1.50 m/s² |
| 정상/결함 수평 가속 상한 a_x,UB | 2.00 m/s² |
| Y 가속 및 편심 | a_y,UB= 0 ;e_y,UB= 0 |
| 수평 중력 중심 오프셋 상단 경계 e_x,UB | 0.060 m |
| 흡입면에서의 중력 중심 거리 h_UB | 0.160 m |
| 독립적인 롤 및 요 모멘트 | M_x＝0；M_z＝0 |
| 등록된 안전 지원 | S1 = ( 1.00, 0, − 0.20 ) m; 최대 결함 경로 길이 1.20 m |
| 단일 구역 철수 볼륨 상단 제한 V_Z,UB | 1.80 L |
| 최대 구역 누출 표시 및 U_QL | 55.0、1.1 NL/min;Q_L,UB=56.1 NL/min |
| 최소 구역 소스 유량 표시 및 U_QS | 90.0、1.8 NL/min;Q_S,LB=88.2 NL/min |
| 소스 흐름 테스트 조건 | 완전한 0–50 kPa 차동 범위; 공급 게이지 압력 0.40 MPa ; 서비스 한계에 있는 필터 |
| 안정화 및 보조 시간 | t_stable=0.20초; t_aux=0.10초 |
| 공기 수신기 볼륨, 공급 압력 및 초기 온도 경계 | 효과적인 부피 하단 경계 25.0 L; 초기 게이지 압력 하단 경계 0.70 MPa; 최소 사용 가능한 게이지 압력 상단 경계 0.40 MPa; T_1,UB=298.15 K |
| 최대 4구역 공기 소비 표시 및 U_Qair | 300、6 NL/min;Q_air,UB=306 NL/min |
06.1 정상 작동 하중 용량
총면적 하한은 8 × 0.0060 = 0.0480 m² 이다. 개별 컵 용량은 C_i = 45000 × 0.0060 = 270 N:
F_N,cap,LB = 45000 × 0.0480 = 2160 N
F_N,d = 2.5 × 18 × (9.81 + 1.50) = 508.95 N
법선 방향 용량비 = 2160 / 508.95 = 4.24 > 1.00: 적합
F_T,cap = 0.35 × 2160 = 756 N
F_T,d = 2.5 × 18 × 2.00 = 90 N
접선 방향 용량비 = 756 / 90 = 8.40 > 1.00: 적합흡입 배열 중심에 대해 움직임을 취하는 수평 가속 및 중력 중심 오프셋은 다음과 같은 피칭 움직임을 생성합니다.
M_d = F_N,d e_x + F_T,d h = 508.95 × 0.060 + 90 × 0.160 = 44.94 N·m
양측 법선력 차이: ΔF = M_d / 0.25 = 179.76 N
고하중 측 요구 힘 = (508.95 + 179.76) / 2 = 344.36 N
저하중 측 요구 힘 = (508.95 - 179.76) / 2 = 164.60 N
각 측 용량 = 4 × 45000 × 0.0060 = 1080 N
양측 모두 기준 충족각 측면에 4개의 컵이 동등하게 분포되어 있으면, 각 높은 측면 컵은 N_H=344.36/4=86.09 N, 각 낮은 측면 컵은N_L=164.60/4=41.15 N을 운반합니다. 컵당 접촉력은 8개의 컵에 걸쳐 T=90/8=11.25 N입니다. 선형 상호작용 엔벨로프를 확인합니다.
η_H = 86.09/270 + 11.25/(0.35×270) = 0.44
η_L = 41.15/270 + 11.25/(0.35×270) = 0.27
max(η_H,η_L) = 0.44 ≤ 1.00: 복합 하중 기준 충족06.2 흐름 및 설립 시간
상부 누출 한계는 56.1 NL/min이며 소스 유량 하부 한계는 88.2 NL/min입니다.
공급 유량/누설 유량 비 = Q_S,LB / Q_L,UB = 88.2 / 56.1 = 1.572 ≥ 1.50: 적합
요구 유량 대비 공급 용량비 = Q_S,LB / (1.5 Q_L,UB) = 88.2 / 84.15 = 1.048 ≥ 1.00: 적합
Q_net,LB = 88.2 - 56.1 = 32.1 NL/min = 0.535 L/s
p_1 = 101.325 - 50 = 51.325 kPa
t_ev = 1.80 × (101.325 - 51.325) / (101.325 × 0.535) = 1.66 s
t_pick = 1.66 + 0.20 + 0.10 = 1.96 s ≤ 2.00 s: 적합소스/누출 비율과 수요-용량 비율은 각각 1.50와 1.00의 다른 임계값을 가지고 있습니다. 각 구역은 50 kPa 하한에 도달해야 하며 200 ms 동안 안정적으로 유지되어야 한다. 2.00 s를 초과하는 영역은 R4에 실패한다.
06.3 한 지역의 완전한 손실
어떤 영역을 격리하면 6 컵과 0.0360 m²의 효과적인 영역을 남긴다. 각 구역은 x의 양쪽에 하나의 컵이 있으므로 3 컵이 단일 구역 결함 후 각 측면에 남아있다.
F_N,1fail = 45000 × 0.0360 = 1620 N
법선 방향 용량비 = 1620 / 508.95 = 3.18: 적합
F_T,1fail = 0.35 × 1620 = 567 N
접선 방향 용량비 = 567 / 90 = 6.30: 적합
각 측 잔여 용량 = 3 × 45000 × 0.0060 = 810 N
810 > 344.36 N and 810 > 164.60 N: 모멘트 배분 기준 충족한 지역 실패 후, 각 고하중 및 저하중 측면에 세 개의 컵이 남아 있습니다. 남은 컵당 접선 수요는 T= 90 / 6 = 15 N:
N_H,1fail = 344.36/3 = 114.79 N
N_L,1fail = 164.60/3 = 54.87 N
η_H,1fail = 114.79/270 + 15/(0.35×270) = 0.584
η_L,1fail = 54.87/270 + 15/(0.35×270) = 0.362
max(η_H,1fail,η_L,1fail) = 0.584 ≤ 1.00: 적합이 문서의 고정 입력(18 kg 의 질량 상한, 수평 흡입면, 지정된 정상/결함 가속 엔벨로프 및 2차원 이심률 엔벨로프)을 사용하여 단일 구역의 정상 상태와 완전 파손 모두 빠른 스크리닝 및 결합 하중 계산을 통과합니다. 이것은 기본 작동 조건에 대한 계산 결과입니다.
06.4 메인 공급 손실 및 제어된 설정 다운
예제는 효과적인 용량 하한 25.0 L, 초기 게이지 압력 하한 0.70 MPa, 최소 사용 가능 게이지 압력 상한 0.40 MPa의 압축 공기 예비를 사용합니다. p_N=0.101325 MPa의 경우, 절대 압력은 P_1=0.801325 MPa와 P_2=0.501325 MPa이다. γ=1.4, 기준 온도 T_N=293.15 K, 초기 탱크 온도 상한 T_1,UB=298.15 K의 견고한 탱크에서 단열 방전을 사용합니다. 4구역 소비 상한은 306 NL/min=5.10 NL/s이다. 최소 공급 게이지 압력 0.40 MPa에서 각 구역은 Q_S,LB=88.2 NL/min을 제공하고 1.50 유량 기준을 통과합니다.
m_2/m_1 = (P_2/P_1)^(1/γ) = (0.501325/0.801325)^(1/1.4) = 0.7153
V_N,use = 25 × (0.801325/0.101325) × (293.15/298.15) × (1 - 0.7153) = 55.34 NL
t_res = 55.34 / 5.10 = 10.85 s
t_required = (t_2-t_0)_max + 2(t_3-t_2)_max = 0.50 + 2 × 4.00 = 8.50 s
10.85 > 8.50 s: 적합이 섹션의 계산은 R2, R3, 진공 빌드업 시간, 단일 영역 실패 및 백업 기간 검사를 통과하여 구성이 섹션 08 및 09 에서 FAT/SAT 프로세스로 진행할 수 있도록 합니다. 진공 그립핑 하위 시스템의 엔지니어링 릴리스는 모든 경계 조건 셀 및 오류 주입에 대한 제로 실패 FAT 및 SAT 기록과 함께 완전한 기계 전제 조건 게이트에 대한 완전한 문서화를 필요로 합니다.
07 단일 구역 고장, 공급 손실 및 제어된 설정 종료
알람 및 안전 조치에 대한 별도의 응답 체인을 제공합니다. 다음 상태 논리를 운영 허용에 적용하며 보호 작업을 연기하는 지연을 공유하지 마십시오.
Lift_Enable =
Workpiece_Present ∧ Zone_A_OK ∧ Zone_B_OK ∧ Zone_C_OK ∧ Zone_D_OK
∧ Δp_LB (각 구역) ≥ 50 kPa 연속 유지 시간 200 ms
∧ 200 ms 구간 내 최댓값과 최솟값 차이 ≤ 2 kPa
∧ Motion_Envelope_OK
Single_Zone_Fault →
생산 경로 계속 진행 금지
∧ |a_z,UB| ≤ 1.50 m/s²
∧ √(a_x,UB²+a_y,UB²) ≤ 2.00 m/s²
∧ 뒤집기 동작 금지
∧ 등록된 지지대 S1에 내려놓기
Main_Supply_Loss →
예비 공급 확보: t_1-t_0 ≤ 0.10 s
∧ 고장 확인: t_2-t_0 ≤ 0.50 s
∧ 모든 정상 구역 유지
∧ 지지대로 하중 이관: t_3-t_2 ≤ 4.00 s네 개의 타임스탬프는 동일한 1 ms 시간 기반을 사용합니다. t_0는 메인 공급 입구 압력 하한이 0.55 MPa 게이지 아래로 내려가거나 메인 밸브 개방 신호가 손실되는 첫 번째 순간 중 먼저 발생하는 순간입니다. t_1는 모든 4개의 구역 발전기의 입구 공급압력 하한이 0.40 MPa 게이지에 도달하는 첫 번째 순간이다. t_2는 컨트롤러가 에너지 공급 오류를 설정하고 설정 명령을 발행할 때입니다. t_3는 두 개의 독립적인 지지 센서가 켜져 있고 지지력 하한이 500 ms 동안 지속적으로 0.95m_UBg에 도달한 첫 번째 순간입니다. 4.00 s 간격은 t_2 에서 시작되며, 주 에너지 손실에서 지지체로 전달되는 총 상한은 4.50 s 입니다.
안전한 지지 위치 S1=( 1.00,0,− 0.20 ) m ± 5 mm 허용 오차. 운동 엔벨로프의 어떤 지점에서 S1까지의 최대 경로 길이는 1.20 m입니다. 지지력의 하한 임계값은 0.95 × 18 × 9.81 = 167.75 N이다. R1에서 지지 좌표, 경로 제한 및 힘 임계값을 기록합니다. 등록되지 않은 위치는 안전한 지원으로 사용되어서는 안됩니다.
모든 릴리스 조건이 충족될 때까지 고장 이후 배기 명령을 내리지 마십시오. S1±5 mm 내의 위치; 속도≤0.01 m/s 연속 500 ms; 두 개의 독립적 지지 센서가 500 ms 동안 연속 켜짐; 지지 힘 하한 ≥0.95m_UBg; 500 ms에 수동 릴리스 명령 유지. 압력 회복은 생산을 자동으로 재시작해서는 안 됩니다. t_3를 완료하고 작업물을 검사하고 새로운 사이클 전에 수동으로 재설정합니다.
초기 게이지 압력 0.70 MPa, 누출 상한, 공기 소비 상한, 필터 서비스 수명 경계 및 1.20 m 고장 경로의 조합 조건에서 주 에너지를 차단하여 백업 에너지 공급을 확인합니다. t_0에서 t_3까지, 건강한 구역의 압력 하한이 <45 kPa, 결함 가속 상한이 초과되거나, t_1/t_2/t_3 시간 게이트가 초과되거나, 사람이 작업물을 수동으로 지지하는 경우 제어된 세트 다운이 실패합니다.
08 테스트 매트릭스, 측정 체인 및 기록
모든 카톤 사양에 대해 FAT와 SAT에서 별도로 전체 매트릭스를 실행하십시오. FAT 데이터는 SAT에 대해 크레딧이 될 수 없습니다. 좌표 원점은 판지의 설계 흡입 중심입니다. x와 y 모두에서 ± 20 mm에서 허용되는 진공 컵 배치 오프셋을 수정하고 5–9 mm 에서 압축합니다. 각 경계 셀에 대해 독립적인 판지를 사용합니다: 3개의 입고 배치 × 10 판지/배치 × 5 사이클/판지 = 150 사이클. 사이클당 4개의 존 커브를 저장하여 셀당 600 존 커브를 제공합니다.
| 테스트 셀 | 진공 컵 배치 지점 / 상태 | 압축 | 오염 및 서비스 수명 | 단계당 샘플 |
|---|---|---|---|---|
| E1 | ( 0,0 ) mm; 인쇄되지 않은 중앙 영역 | 7 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E2 | (+20,0) mm | 7 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E3 | (−20,0) mm | 7 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E4 | (0,+20) mm | 7 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E5 | (0,−20) mm | 7 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E6 | 100%인쇄 커버리지; 테이프 가장자리에서 10 mm 밀봉 립 | 7 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E7 | (0,0) mm | 5 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E8 | (0,0) mm | 9 mm | 깨끗하고 새 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E9 | (0,0) mm | 7 mm | 0.50 g/m² 종이 먼지; 새로운 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
| E10 | (0,0) mm | 7 mm | 0.50 g/m² 종이 먼지; 100000 사이클 또는 0.50 mm 립 마모 시 컵 | 150 사이클/ 600 곡선 |
각 단계에서 각 카톤 사양에 대해 1500 누출 / 설립 사이클과 6000 영역 커브를 완료하십시오. FAT 및 SAT는 총 3000 사이클과 12000 영역 커버를 합친다. 판지 재질, 플루트 유형, 층 수, 코팅, 테이프 또는 상부 질량 제한이 변경되면 새 사양으로 취급하고 전체 수량을 반복하십시오.
6개의 동적 경로 조건을 사용합니다. D1: 18 kg, a_z,UB=+1.50 m/s², a_x,UB=0. D2: 18 kg, a_x,UB=+2.00 m/s², a_z,UB=0. D3: 18 kg, a_x,UB=−2.00 m/s², a_z,UB=0. D4는 a_z,UB=+1.50 m/s²와 a_x,UB=+2.00 m/s²를 조합합니다. D5는 a_z,UB=+1.50 m/s²와 a_x,UB=−2.00 m/s²를 조합합니다. D6는 한 구역의 고장 후 S1까지 최대 1.20 m의 고장 시 경로를 따릅니다. 모든 조건에 E10 오염 및 마모 조건을 적용하며, 3개 배치×10개 상자×4사이클=조건당120사이클을 실시합니다. 각 단계의 동적 시험은 총720사이클이며 FAT와 SAT를 합하면1440사이클입니다.
각 단계에서, 독립적으로 완료: 효과적인 영역: 8 컵 × 3 압축 수준 × 2 생명 상태 × 10 시험 = 480 시험; 마찰 계수: 2 압력 차이 × 2 생명 상태 x 2 오염 상태 x 30 시험 =240 시험; 그리고, 0.40 MPa에서 발전기 공급 게이지 압력과 5 kPa에서 필터 압력 감소, 4 영역 × 10 곡선에서 0에서 50 kPa = 40 곡선. 이러한 카운트는 E1에서 E10 또는 D1에서 D6 로 크레딧되지 않을 수 있습니다.
| 측정 | 계측 및 샘플링 | 필요한 기록 | 기준 |
|---|---|---|---|
| 영역 압력 | 구역당 독립적인 절대 또는 차압 센서; ≥ 100 Hz 및 U_p/p≤ 2% | Δp_meas, U_p, Δp_LB | 리프팅 전, Δp_LB≥50 kPa; 고장 중, 모든 건강한 영역 Δp_LB≥45 kPa |
| 누출 및 소스 흐름 | 표준화된 유량계 ≥ 100 Hz ; U_Q/Q≤ 2% | Q_meas, U_Q, 참조 상태 | Q_S,LB/Q_L,UB≥1.50 |
| 질량과 좌표 | 보정 스케일 U_m≤ 0.10 kg ; 삼차원 측정 U_r≤ 1.0 mm | m_meas, U_m, 컵, 중력 중심, 지지 좌표 | m_UB=m_meas+U_m; 이심률과 모멘트 암 플러스 U_r의 절대값을 가져옵니다. |
| 동적 부하 | 독립적인 3축 가속도계 ≥200 Hz, U_a≤0.05 m/s² | 축당 판독값, U_a, 고장 제동 피크 | a_UB = max|a_meas| + U_a; 계산된 엔벨로프를 초과하지 않음 |
| 변위 / 미끄러짐 | ≥ 100 fps 시각 측정, U_s≤ 0.20 mm | 측정 스케일로 시작, 최대 및 종료 위치 | s_UB=s_meas+U_s≤2.00 mm |
| 지원 부대 | 보정된 힘 트랜스듀서; U_F/F≤ 2% | F_support,meas, U_F, 그리고 두 지원 신호 | F_support,LB=F_meas−U_F≥ 0.95m_UBg 및 500 ms에 대한 유지 |
| 볼륨, 저장 공기 압력 및 온도 | 부피 U_V/V≤ 2% ; 압력 U_P≤ 0.005 MPa ; 온도 U_T≤ 1 K | 영역/수신기 볼륨, P_1, P_2, T_1 및 해당 불확실성 | 대피 볼륨에 대해 상한을 사용하고, 공기 수신기 볼륨과 P_1에 대해 하한을 사용하고, P_2와 T_1에 대해 상한을 사용합니다. |
| 효과적인 영역 | 보정된 이미징 또는 치수 측정; U_A/A≤ 2% | 압축, 내부 씰 경계 및 면적 | 계산에서 A_eff,LB=A_meas−U_A만 사용 |
| 마찰 계수 | 보정된 힘 게이지; U_μ≤ 0.02 | 연속 미끄럼 발생 시의 힘, 차압, 면적 및 접촉 조건 | 계산에서 μ_LB=min(μ_meas)−U_μ만 사용 |
| 백업 에너지 공급 | 압력, 유량 및 1 ms 이벤트 시간 기반 | t_0, t_1, t_2, t_3, 최소 구역 압력 | ≤ 0.10 s, ≤ 0.50 s, ≤4.00 s, 건강한 지역 Δp_LB≥ 45 kPa |
권한을 위해 압력 하단 경계를 사용합니다. U_p/p= 2% 에서, 50 kPa 하한은 최소한 51.02 kPa 의 표시를 필요로 하고, 45 kPa 하한은 최저 45.92 kPa 를 필요로 한다. 샘플링 클럭 스키우는 10 ms 미만이어야 합니다. 기록 가능한 아날로그 압력으로 이산형 압력 스위치를 보완합니다. 원래의 압력 추적이 없는 패스/파일 비트는 R10 에 실패한다.
탈출압력창은 0 ≤Δp_UB≤ 5 kPa 연속적으로 500 ms. 밸브 작동 후 300 ms 이내에 0.50 kPa 이하의 아날로그 압력의 변화 또는 30 ms 이내의 새 샘플이 없는 경우 얼어붙은 신호를 나타냅니다. 50 ms 이상 지속되는 이산/아날로그 충돌은 진단 오류입니다.
필드 또는 메타데이터의 단위를 사용하여 원시 데이터에 타임스탬프, 구역 식별자, 시료 식별자, 배치 식별자, 컵 위치 식별자, 압력, 유량, 가속도, 밸브 상태 및 허용 상태를 보존합니다. 모든 계산 결과를 원래 행으로 추적할 수 있도록 프로세싱 스크립트 및 매개 변수를 보관합니다. 이미지는 원시 데이터를 대체할 수 없습니다. 명확하게 확인된 계기 고장만 이유, 고장 증거 및 재테스트 기록을 유지하여 제외할 수 있습니다. 높은 누출 또는 느린 빌드업 사이클을 “외래자”로 삭제하면 R10가 직접 실패하게 된다.
09 FMEA 기반 오류 주입 매트릭스
FMEA 실패 모드를 발생률이 낮은 실패를 포함하여 반복 가능한 실패 주입으로 변환합니다. 18 kg 상부 질량, E10 오염/마모 상태, 1.20 m 고장 경로를 사용합니다. FAT와 SAT는 각각 전체 테이블을 완성합니다. 메인 공급 손실 이외의 고장의 경우, t_F는 물리적 주입 시간이며 고장 확인은 t_2 −t_F≤ 0.50 s를 만족해야 한다. 메인 공급 손실은 챕터 07 t_0 – t_3 정의를 유지합니다.
| 실패 모드 | 주입 방법 | 단계당 트라이얼 | 필요한 제어 응답 | 통과 기준 |
|---|---|---|---|---|
| 덮이지 않은 진공 컵 | 각 컵에 보정된 6.0 mm 개구를 적용합니다. | 8 컵 × 10 = 80 | 영향을 받는 영역에 대한 알람 및 부하를 S1로 이동 | 건강한 지역 Δp_LB≥ 45 kPa , t_2 −t_F≤ 0.50 s, t_3 − t_2 ≤ 4.00 s |
| 분리된 영역 선 | 각 구역의 퀵 커플링을 완전히 분리 | 4 지역 × 10 = 40 | 고장 지역을 분리하고 S1에 설정 | 모든 40 시험은 시간, 압력, 가속도 및 슬립 게이트를 충족합니다. |
| 체크 밸브가 열렸습니다. | 완전히 개방된 유량 경로로 각 구역 체크 밸브 바이패스 | 4 지역 × 10 = 40 | 건강한 영역은 독립적인 진단을 유지하며 S1 설정을 실행합니다. | 45 kPa 이하의 건강한 영역 Δp_LB는 완전한 항목에 실패합니다. |
| 압력 센서 고정 높은 | 각 채널에 풀스케일 고레벨 주입: 리프팅 전 5 시험 및 움직임 중 5 | 4 채널 × 10 = 40 | 픽업 전에 리프팅 억제; 움직임 중에 S1 세트 다운 실행 | false Lift_Enable 없음; 모션 테스트가 t_2 및 t_3 한계를 충족합니다. |
| 압력 센서가 낮게 고정됨 | 각 채널에 0 kPa 주입: 리프팅 전 5 시험 및 움직임 중 5 | 4 채널 × 10 = 40 | 픽업 전에 리프팅 억제; 움직임 중에 S1 세트 다운 실행 | 바이패스 작동 금지; 건강한 영역 압력은 수용 한계 내에 유지 |
| 메인 압축 공기 손실 | 1.20 m의 경로가 S1에 남아있는 지점에서 주 밸브를 닫습니다. | 10 | 백업 공급을 설정하고 t_1/t_2에서 고장을 확인한 다음 S1에서 설정 | t_1−t_0≤0.10 s，t_2−t_0≤0.50 s，t_3−t_2≤4.00 s |
| 낮은 백업 예비 압력 | 초기 게이지 압력 고정 0.39 MPa | 10 | 시작 막기 | 10 / 10 시험버전에서 Lift_Enable이 활성화되지 않음 |
| 로컬 카톤 축소 | 30 mm -직경, 5.0 mm -흡입 영역에서 깊은 침식을 준비 | 10 | 압력 고장 후 S1 설정 다운 실행 | 찢어지지 않고, 떨어지지 않으며, s_UB≤ 2.00 mm |
| 조기 타이머 권한 | 고정 지연 시간을 0.50 s로 설정합니다. | 10 | 압력 인터록은 움직임을 방지하기 위해 계속됩니다. | 어떤 영역이든 Δp_LB< 50 kPa일 때는 리프팅이 없습니다. |
| 의도하지 않은 환기 명령 | 경로 중간점에 vent-output 요청을 주입합니다. | 10 | 다섯 개의 릴리스 조건 중 각각은 불만족될 때 배기를 차단합니다. | 벤트 밸브는 t_3 이전에 디에너지화되어 있어야 합니다. |
각 단계에서 290 결함 주입을 수행하여 FAT와 SAT에서 총 580를 생성합니다. 테스트 전에 부하 잡기 장치를 설치하고 위험 지역을 청소하십시오. 의도하지 않은 움직임, 하단 한계 이하의 압력, 시간 제한 초과, 상단 한계 이상의 가속, 상단 한계 이상의 미끄러짐, 의도하지 않은 작업물의 배기 또는 수동 지지에 대한 실패를 기록합니다. 수정 조치 후, 첫 번째 테스트에서 그 단계에서 그 실패 모드를 반복하십시오. 실패한 시도만 반복하는 것은 충분하지 않습니다.
10 FAT, SAT 및 진공 그래핑 하위 시스템 엔지니어링 릴리스 표준
릴리스 프로세스는 전제 조건 게이트, 설계 문서, 공장 수락 테스트(FAT) 및 현장 수락 테스트 (SAT)를 순서대로 검사합니다. 모든 4개의 게이트는 하위 시스템 엔지니어링 결론이 발행되기 전에 통과해야 합니다. 계산은 물리적 수락 테스트를 대체하지 않으며, FAT는 SAT 요구 사항을 줄이지 않으며, 테스트는 공급업체의 일반 샘플 대신 대상 판지를 사용해야 합니다.
| 아니요. | 릴리스 게이트 | 통과 기준 |
|---|---|---|
| R1 | 게이트 및 입력 프리즈 | 완전한 기계 위험 평가 패스; Lift_Enable, 오류 감지, 배기 억제 및 제어된 세트 다운에 대한 검증된 PL/SIL이 위험 평가 요구 사항보다 높음; 로봇 통합, 공기 수신기 준수, 환경 준수 패스; 질량/중력 중심/3차원 좌표/가속/안전 위치/A_eff, LB/μ_LB/Q_L, UB/Q_S, LB 및 모든 U 값이 버전 제어 |
| R2 | 정적 및 동적 하중 용량 | 정상 및 단일 구역 고장 빠른 용량 비율≥ 1.00 ; η_i≤ 1.00의 3차원 솔루션이 모든 10 ms 샘플에 존재 |
| R3 | 흐름 예비 | 모든 구역: Q_S,LB(45 kPa, 0.40 MPa 공급)/Q_L,UB≥ 1.50 |
| R4 | 진공 설립 시간 | 모든 E1 – E10 셀에 대해 모든 150 / 150 사이클 및 600 / 600 영역 추적은 2.0 s 내에서 50 kPa 하한에 도달하고 200 ms 동안 안정적으로 유지됩니다. |
| R5 | 동적 핸들링 | 각 D1-D6 셀은 120 / 120 사이클을 완료합니다: 드롭 없음, s_UB≤ 2.00 mm, 계산 엔벨로프 내의 가속 상한 |
| R6 | 단일 구역 결함 | 각 구역 10 시간을 분리하고 체크 밸브 10 시간을 바이패스; 건강한 구역 Δp_LB≥ 45 kPa 및 모든 부하가 시간 제한 내에 S1에 도달 |
| R7 | 메인 공급 손실 | 모든 10/10 시험은 t_1−t_0≤0.10 s, t_2−t_0≤0.50 s, t_3−t_2≤4.00 s를 만족시키며, 건강한 영역 Δp_LB≥45 kPa를 t_0–t_3 동안 만족시킨다. |
| R8 | 오류 주입 | Chapter 09 : 290 / 290 스테이지당 시험; 거짓 허가 또는 배기 및 시간, 압력, 가속 또는 슬립 한계를 초과하지 않음 |
| R9 | 판지 구조 | 열린 뚜껑, 라이너 분리 또는 통과 손상이 없음; 영구 삽입 상한 ≤ 2.00 mm 60 s에서 언로드 후 |
| R10 | 레코드 무결성 | 추적 가능한 원래 압력, 유량, 가속도 및 변위 곡선; t_0-t_3 로그; 계측기 불확실성; 구성; 결정 |
FAT와 SAT는 동일한 임계값을 사용하고 독립적으로 필요한 전체 수량을 완료합니다. 진공 발생기, 흡입 컵 모델/경도, 파이프 직경, 필터, 밸브, 제어 프로그램, 판지 재료, 코팅, 테이프, 질량, 중력 중심 또는 경로 가속이 현장에서 변경되면 기존의 릴리스 경계가 즉시 만료되고 R1 – R10가 전체적으로 반복됩니다. 조건부 릴리스는 허용되지 않습니다: 어떤 항목이 충족되지 않으면 진공 그립핑 하위 시스템이 엔지니어링 릴리스에 실패합니다.
11 엔지니어링 제어 및 유지보수
- 진공 컵 및 배치 지점 : 밀봉 립은 높이 차이 / 깊이 ≥ 0.50 mm 인 판지 뚜껑 개구, 손상 또는 주름, 압출 또는 테이프 단계를 횡단해서는 안됩니다. 그 경계에서의 최소 거리는 ≥ 10 mm 이다. 기계적 가이드는 압축을 5–9 mm 로 제한합니다.
- 여과 및 배수 : 각 구역 필터의 차압을 모니터링합니다. 5 kPa 또는 500 h의 상한 압력 하락이 먼저 발생하는 경우, 사용을 억제하고 필터를 교체하십시오. Q_H 사전 시프트 테스트를 반복합니다.
- 영역 검사 : 각 시프트 전에 45 kPa 차동에서 방수 표준 플레이트에 대한 하드웨어 누출을 측정합니다. 어떤 영역이 Q_H,UB/Q_S,LB> 0.05 를 가지고 있는 경우, 수리를 위해 서비스에서 제거하십시오.
- 센서 진단 : 흡입 전, 0 ≤Δp_UB≤ 5 kPa 500 ms에 대한 지속적으로. 밸브 작동 후 300 ms 이내에 변화가 < 0.50 kPa, 30 ms에 새로운 샘플이 도착하지 않거나 이산 및 아날로그 신호가 > 50 ms에 충돌하는 경우 오류를 설정합니다.
- 압력 모니터링 장치: 정상적인 움직임 동안, 각 구역은 Δp_LB≥50 kPa가 필요합니다. 어떤 건강한 영역이 Δp_LB<45 kPa의 100 Hz 시료를 기록하는 경우, 컨트롤러는 t_2≤0.50 s를 충족하는 동안 다음 스캔에서 오류를 설정합니다.
- 변경 제어: 버전 제어 컵, 씰링 재료, 밸브, 호스 길이, 진공 소스, 프로그램 파라미터 및 카톤 재료. 대체품을 사용하기 전에 필요한 재테스트를 재계산하고 수행합니다.
- 직원 보호 및 에너지 절연 : 유지 보수 전에 지지력 하단 경계가 0.95m_UBg에 500 ms 동안 지속적으로 도달하는지 먼저 확인하십시오. 그런 다음 공기 공급을 분리하고 잠그고 잔여 공압 에너지를 방출합니다. 지원 확인 및 에너지 분리가 완료된 후에만 허가 입력. ISO 4414:2010는 압축기, 공장 분배, 가스 실린더 및 공기 수신기를 제외한 기계 공압 시스템의 설계, 설치, 운영 및 유지 보수를 다룹니다 [4 ]. 에어리시버 준수는 R1의 필수 조건이다.
12 결론
다공성 작업물 핸들링의 평가는 하중 용량, 누출, 역학, 영역 격리 및 공기 손실에 대한 반응을 포함해야 합니다. 이 문서는 함께 충족되어야 하는 6개의 엔지니어링 기준으로 이를 표현합니다.
- Δp_min,LB, A_eff,LB, μ_LB, 2.5 부하 계수를 사용하여 정상 및 단일 구역 고장 작동을 검증합니다. 빠른 용량 비율은 ≥ 1.00 이어야 하며, 모든 10 ms 샘플에서 η_i≤ 1.00를 만족하는 3차원 평형 솔루션이 있어야 합니다.
- 각 구역은 45 kPa 차동 및 최소 공급 게이지 압력 0.40 MPa에서 Q_S,LB/Q_L,UB≥1.50을 충족해야 합니다.
- 각 구역은 50 kPa 2.0 s 이내의 하위 한계에 도달합니다. 20 연속 샘플이 통과하고 창 피크-피크 변화는 ≤ 2 kPa 입니다.
- 어떤 구역이든 완전히 손실된 후에도 건강한 구역의 압력 하한선은 ≥ 45 kPa 로 유지되며, 고장 가속도는 검증된 엔벨로프 내에 유지되며, 하중은 등록된 안전 지지점에 도달합니다.
- 필요 t_1 − t_0 ≤ 0.10 s, t_2 − t_0 ≤ 0.50 s, 그리고 t_3 − t_2 ≤ 4.00 s. γ= 1.4와 초기 온도 상한 298.15 K를 가진 백업 단열 방전 모델은 t_res≥ 8.50 s를 얻어야 한다.
- FAT와 SAT는 각각의 사양에 대해 10개의 경계 셀, 6개의 동적 셀, 290 결함 주입을 독립적으로 완료하며, 모두 실패가 없고 R1 필수 게이트 기록을 완료한다.
장 06는 18 kg 판지 기준선에 대한 단일 계산-패스 결론을 제공합니다: 정상 및 접선 급속 용량 비율은 4.24 및 8.40, 각각 0.44 의 최대 상호 작용 계수와 함께; 한 구역 실패 후, 급속 용량 비는 3.18 및 6.30, 0.584 의 최대 상관 관계 계수와 함께; Q_S,LB= 88.2 NL/min 및 Q_L,UB= 56.1 NL/min; 소스 / 누출 비율은 1.572 및 수요-용량 비율은 1.048 ; 설립-허용 시간은 1.96 s; 그리고 단열 백업 에너지 지속 시간은 10.85 s, 8.50 s 보다 크다. 이 계산 결과는 지정된 FAT/SAT 검증 프로세스로 진행됩니다.
R1–R10의 모든 항목에 대해 고장 없이 완료한 독립적인 FAT 및 SAT 기록이 있어야 하위 시스템을 «합격»으로 판정합니다. 하나라도 누락되면 «불합격»입니다. 완성 기계의 사용 승인에는 위험성 평가, 제어 안전성 검증, 로봇 통합 및 압축공기 저장 탱크의 적합성 기록도 필요합니다.
참고문헌
[ 1 ] 중국 시장 규제 및 표준화 행정을위한 국가 행정. GB/T 41098 — 2021 크레인 — 안전 — 부하 리프팅 액세서리 . 2021-12 - 31 에 게시됨; 2022-07 - 01 에 구현됨; 상태: 현재.
[2] 국제 표준화 기구. ISO 17096:2015 크레인 - 안전 - 하중 리프팅 액세서리. 공식 ISO 페이지는 이 버전이 2026년에 검토되고 확인되었으며 현재까지 유지되고 있다고 밝혔다.
[ 3 ] 시장 규제를 위한 국가 행정의 국가 표준 개방 시스템. GB/T 32293 — 2015 진공 기술 — 진공 장비를 위한 누수 테스트 방법의 선택 . 2015-12 - 10 에 게시됨; 2016-07 - 01 에 구현됨; 상태: 현재.
[4] 국제 표준화 기구. ISO 4414:2010 공압 유체 동력 - 시스템 및 구성 요소에 대한 일반 규칙 및 안전 요구 사항. 공식 ISO 페이지는 이 버전이 2021 년에 검토되고 확인되었다고 밝혔습니다.
[ 5 SMC 코퍼레이션 진공 장비 : 모델 선택 및 일반적인 예방 조치 . 누출 추정, 응답 시간, 압력 확인, 스로틀링 및 체크 밸브 응용 분야를 다루는 공식 진공 부품 선택 참조 자료.
[ 6 ] J. 슈바르츠실트 GMB. 진공 컵의 디자인 . 공식 진공-기술 지식 기반.
[ 7 ] J. 슈바르츠실트 GMB. 진공 패드 의 기술 데이터 . 공식 진공-기술 지식 기반.
[ 8 파이아브 AB. 골판지 처리: 공기 구동 진공 펌프의 최적화된 압력 조절을 통한 장점 . 골판지 진공 처리에 대한 공식 기술 참조 자료.
[9] A. 티베리우스, b. N. J. 퍼슨. 진공 패드의 물리학. Soft Matter, 2019, 15: 9482–9499. 원저 연구 논문.
[ 10 ] F. 가브리엘, S. 바르샤바, M. 로마자는 K이다. 드러머. 에너지 효율적인 진공 기반 그립핑 시스템의 그립 포인트 최적화 및 누출 규정 준수 치수 계산 . 기계들 2021 , 9 ( 8 ): 149 . 원래의 연구 기사.
[ 11 파이아브 AB. piCOBOT 폼 그립퍼 . 공식 제품 기술 페이지, 다양한 다공성 재료에 대한 체크 밸브 적용에 대한 지침을 포함합니다.
