Wybór odpowiedniego elementu złącznego podczas procesu automatyzacji

Niesymetryczne elementy złączne mogą stanowić wyzwanie dla automatyzacji w zależności od ich charakterystyki. Wymagają one orientacji od początku do końca, co powoduje konieczność stosowania droższych narzędzi niż w przypadku elementów symetrycznych.

Aby wykorzystać tradycyjne metody automatyzacji, elementy z łbem powinny mieć możliwość podwieszenia za pomocą łba. Praktyczną zasadą jest, że różnica między średnicą łba a średnicą korpusu powinna wynosić co najmniej 20%, aby zapewnić wystarczającą odrębność umożliwiającą orientację i podwieszenie elementów. Jeśli różnica średnic wynosi od 20% do 30%, możliwa jest eliminacja dodatkowych kosztów związanych z oprzyrządowaniem. Elementy z łbem, które nie mają jednolitej średnicy łba lub są niejednolite, mają tendencję do zakleszczania się na prowadnicy podającej. Płaskie łby są również korzystniejsze niż okrągłe w przypadku automatycznego montażu. Wynika to z faktu, że łatwiej jest docisnąć płaską tuleję wciskaną do płaskiej powierzchni niż do powierzchni okrągłej, jednocześnie utrzymując element złączny w pozycji prostej. Dodatkowe koszty związane z podawaniem, orientacją i montażem elementów złącznych z łbem sprawiają, że przed ich dobraniem należy upewnić się, czy dane zastosowanie rzeczywiście tego wymaga.

Elementy złączne bez łba i niesymetryczne muszą również charakteryzować się pewną rozbieżnością, aby można było zastosować tradycyjną metodę podawania polegającą na zawieszaniu na prowadnicach. Rozbieżność ta może wynosić 20%  między średnicą korpusu a średnicą elementu lub co najmniej 10% między masą końcówek elementu złącznego. (Zasadniczo, po umieszczeniu w szynach, naturalną tendencją elementu złącznego powinno być opadanie za każdym razem w jednym konkretnym kierunku). Jeśli tak nie jest, konieczna jest bardziej złożona metoda orientacji. Do dyspozycji jest kilka metod: wizyjna, laserowa, czujnik optyczny lub tuleja pomiarowa. Wykorzystując elementy złączne symetryczne, przedsiębiorstwa mogą znacznie obniżyć koszty wyposażenia automatycznego.

Symetryczne Elementy złączne o ciągłym profilu, idealnie nadają się do automatyzacji. Są one najłatwiejsze do podawania, ponieważ wymagają minimalnej orientacji. Zasadniczo wystarczy urządzenie, które dostarcza elementy w linii prostej do tuby podającej. Po ustawieniu elementy te są zazwyczaj transportowane rurą do urządzenia wprowadzającego. Przykładami takich elementów są kołki proste , kołki rowkowane, kołki radełkowane, sprężyste kołki  dzielone i sprężyste kołki zwijane.

Istnieją pewne wady związane z wykorzystaniem niektórych z tych elementów złącznych. Na przykład, prosty kołek ustalający jest w dużym stopniu zależny od materiału, w którym jest osadzony. Oznacza to, że koszt przygotowania otworu może być dość wysoki, ponieważ konieczne jest rozwiercanie w celu uzyskania wymaganych wąskich tolerancji. (Wyjątkiem jest sytuacja, gdy kołki te są stosowane w tworzywach sztucznych, ponieważ otwory są formowane do obtrysku).

Aby zrekompensować niektóre wady prostych, litych kołków ustalających, opracowano kołki rowkowane i radełkowane. Średnica w przekroju rowków i radełkowania jest większa niż średnica otworu. Gdy dla zwiększenia wytrzymałości stosuje się hartowany kołek rowkowany, materiał podstawowy ulega odkształceniu, ale nie w takim samym stopniu jak w przypadku kołka prostego,  kołka litego. Kołek radełkowany jest zaprojektowany tak, aby wtłaczać się w element bazowy, jednak ani kołek radełkowany, ani rowkowany nie wymagają tak wąskich tolerancji jak kołki lite. Niezależnie od tego, siły wciskania są zazwyczaj znacznie większe w przypadku wszystkich rodzajów kołków litych, co może mieć znaczący wpływ na koszt urządzeń do automatyzacji. Ponadto, ponieważ kołki lite wymuszają odkształcenie materiału bazowego w celu utrzymania się w nim, istnieje możliwość uszkodzenia elementów podczas procesu montażu.

Aby zniwelować wady kołków litych, opracowano kołki sprężyste. Po wprowadzeniu kołka sprężystego do otworu, jego sprężystość pozwala mu się skompresować, przyjmując średnicę otworu. Po zamontowaniu siła promieniowa wywierana przez kołek na ściankę otworu zapewnia samoczynne utrzymanie. Ponieważ kołki sprężyste nie powodują deformacji materiału w celu utrzymania, nie powodują uszkodzeń elementów mocujących, a siły montażowe są niższe. Ponadto kołek sprężysty jest w stanie zniwelować tolerancje otworów i niewielkie nierówności. Istnieją dwa rodzaje kołków sprężystych: dzielone i zwijane.

Aby zrekompensować wady zarówno kołków litych, jak i sprężystych kołków dzielonych, opracowano sprężyste kołki zwijane. Kołki te są produkowane z taśmy materiałowej i zwijane w spiralną sprężynę o 1-1/2 lub 2-1/4 zwojach. Kołki te mają wiele cech, które przyczyniają się do bezawaryjnej automatyzacji. Sprężyste kołki zwijane nie mogą się zazębiać ani blokować, ponieważ nie mają szczelin. Oprócz sprężystości kołka, prostopadłe, równo przycięte końce w połączeniu z gładką, koncentryczną fazą wprowadzającą i łagodnym promieniem eliminują wszelkie ostre krawędzie lub kąty, które mogłyby „wgryzać się” w ściankę otworu, zmniejszając w ten sposób siły potrzebne do instalacji. Koncentryczność fazowania pomaga w wyrównaniu z otworami macierzystymi i współpracującymi. Ponadto  kołek ten nie musi być orientowany dla uzyskania odpowiedniej wytrzymałości. Te  atrybuty mogą znacznie skrócić czas przestojów podczas procesu produkcyjnego, zredukować koszty sprzętu i zapewnić bezawaryjny  montaż.