Biranje prave hvataljke za robota na prvi pogled može izgledati jednostavno. Deo treba da se uzme, premesti i postavi. Stoga, sledeći korak izgleda očigledno: Uporedite hvataljke i izaberite onu koja odgovara. Ali tu mnogi projekti alata za robotske ruke postaju teži nego što bi trebalo da budu.
Robotska hvataljka nije samo komponenta na kraju robotske ruke. To je direktan interfejs između robota, radnog komada i proizvodnog procesa. Utiče na pouzdanost hvatanja, vreme ciklusa, pozicioniranje, potrošnju energije, napore za integraciju, kao i na puštanje u rad.
Zato izbor hvataljke za robota ne bi trebalo da započne samom hvataljkom. Treba započeti sa primenom.
Cilj je definisati koncept hvatanja koji je najbolji za radni komad, uzimajući u obzir kretanje, postavku robota, arhitekturu sistema i proizvodno okruženje. Kada su ovi faktori jasni, postaje mnogo lakše suziti izbor na odgovarajuću industrijsku hvataljku za robota, vakuumsko rešenje ili kompletan koncept alata za robotske ruke.
Evo praktičnog procesa od pet koraka.
1. Definišite konkretnu primenu
Radni komad, kretanje, okruženje, tolerancije i zahtevi za fleksibilnost
2. Izaberite koncept hvatanja
Vakuumska ili mehanička hvataljka na osnovu ponašanja radnog komada i stabilnosti procesa
3. Definišite arhitekturu sistema
Centralizovan ili decentralizovan vakuum, pneumatsko ili električno pokretanje, robot i kontrolni interfejsi
4. Odaberite tip hvataljke
Paralelna, ugaona, radijalna, troprsta ili adaptivna hvataljka zasnovana na geometriji i kretanju
5. Isplanirajte i validirajte koncept kontakta
Prsti hvataljke, vakuum hvataljke, tolerancije, ponašanje površine i testiranje u stvarnim uslovima
Pre nego što uporedite tehnologije za hvatanje, definišite šta robotski sistem za hvatanje treba da radi u praksi.
Počnite sa radnim komadom. Analizirajte više od samih nominalnih podataka i proverite realne uslove u proizvodnji:
Zatim obratite pažnju na kretanje. Vreme je novac! Vreme hvatanja treba da bude što kraće, ali onoliko dugo koliko zahteva primena. Razmišljajte unapred: Možda ćete jednog dana želeti da ubrzate proces. Kada jednom uhvatite radni komad, stabilno hvatanje tokom držanja nije dovoljno. Radni komad mora ostati siguran dok robot ubrzava, usporava, menja pravac i postavlja deo.
Ovo je često mesto gde koncept može početi da stvara izazove. Ako profil kretanja robota, vreme ciklusa, pozicija uzimanja ili zahtev za postavljanje nisu jasni, dizajn krajnjeg alata može postati složeniji nego što je potrebno. Timovi mogu dodati dodatnu silu, dodatnu težinu ili dodatnu sigurnosnu marginu samo da bi bili sigurni.
Glavno pitanje je: Kako se radni komad pomera od mesta uzimanja do mesta postavljanja, i koje je dostupno vreme ciklusa za stvaranje stabilnog pokreta hvatanja?
Kada je primena jasna, princip hvatanja može se proceniti sa više samopouzdanja.
Prva tehnička odluka obično je da li koristiti vakumsku ili mehaničku hvataljku. Ova odluka treba uvek da zavisi od primene. Nijedna tehnologija hvatanja obično nije bolja od druge.
Kada vakuumsko hvatanje ima smisla
Vakuumsko hvatanje je često pogodno kada:
Vakumsko hvatanje može dobro funkcionisati za panele, ploče, pakovanja, kartone i mnoge osetljive radne komade. Ali ono što je najvažnije jeste sama površina. Poroznost, hrapavost, zakrivljenost, prašina, ulje i ponašanje curenja mogu promeniti rezultat u proizvodnji.
Mehaničko hvatanje je često pogodno kada:
Mehaničko hvatanje može vrlo efikasno kontrolisati položaj i kretanje. Dizajn prsta, sila hvatanja, kontaktna površina i kompenzacija tolerancije moraju odgovarati radnom komadu.
Pitanje „Koja hvataljka je najbolja?” nije najvažnije
Pitajte: Koji koncept držanja je najbolji za ponašanje radnog komada, kretanje i potrebnu stabilnost procesa?
Kada je koncept hvatanja jasan, sledeća odluka je arhitektura sistema. U ovom koraku, robotska hvataljka se povezuje sa kompletnim sistemom automatizacije.
Za vakuumska rešenja, arhitektura može uključivati centralizovano ili decentralizovano generisanje vakuuma. Centralizovano generisanje vakuuma je dobra opcija kada se koristi nekoliko usisnih tačaka. Decentralizovano generisanje vakuma može biti korisno kada su brzina odziva, lokalna kontrola ili modularne zone hvataljki važne.
Za mehaničke hvataljke, arhitektura često uključuje izbor između pneumatskog i električnog aktiviranja.
Pneumatske hvataljke mogu kombinovati kompaktne dimenzije i malu težinu sa snažnom snagom hvatanja, u zavisnosti od dizajna. One su često dobar izbor za robusne, velike brzine ili zadatke rukovanja sa ograničenim prostorom, posebno tamo gde je komprimovani vazduh već dostupan.
Električni hvatnici mogu biti odgovarajući izbor za aplikacije gde su važni kontrolisano pozicioniranje, podešavanje hoda, kontrola sile ili povratne informacije. Mogu biti korisni kada se promene formata dešavaju često ili kada su potrebni dodatni podaci o procesu za puštanje u rad i dijagnostiku.
Arhitektura sistema takođe uključuje:
Ovo je mesto gde planiranje alata za robotske ruke predstavlja odluku koja utiče na ceo sistem. Krajni efektor robota može izgledati ispravno kao komponenta, ali i dalje može stvarati probleme ako se ne uklapa sa robotom, arhitekturom upravljanja ili proizvodnom postavkom.
Glavno pitanje je: Koja arhitektura odgovara celokupnom sistemu rukovanja?
Ako koncept ukazuje na mehaničko hvatanje, sledeći korak je izbor tipa hvataljke. Ovo još uvek nije detaljan izbor komponenti. To je odluka koja definiše način na koji će se radnom komadu prići, kako će se on držati, pomerati i pozicionirati.
Uobičajeni tipovi hvataljki za robota su:
Paralelna hvataljka može biti pogodna za pravougaone delove, komponente sa ravnim stranama i primene gde pravolinijsko hvatanje osigurava stabilno držanje. Često se koristi kada je pristup lak i radni komad se može uhvatiti sa dve strane. Vreme hvatanja je takođe brzo, u zavisnosti od hoda čeljusti hvataljke.
Ugaona hvataljka se otvara i zatvara oko ugla. Ovo može biti korisno kada je potreban kompaktan pokret i kada se otvaranje uklapa u okolni prostor.
Radijalna hvataljka omogućava širi ugao otvaranja. Ovo može biti korisno kada prsti treba da se odmaknu od ometajućih kontura ili kada hvataljka mora da priđe radnom komadu na određen način.
Troprsta hvataljka se često koristi za okrugle ili cilindrične radne komade. Pokret za centriranje omogućava stabilno pozicioniranje. Vreme hvatanja je takođe brzo, u zavisnosti od hoda čeljusti hvataljke.
Adaptivna hvataljka je odgovarajući izbor kada se oblici radnih komada razlikuju ili kada radnim komadom treba pažljivo rukovati. Hvataljka može da se prilagodi različitim konturama i podrži fleksibilne zadatke rukovanja.
Prava vrsta hvataljke zavisi od geometrije, pristupačnosti, pozicioniranja, stabilnosti kretanja, dostupnog prostora i buduće fleksibilnosti.
Ključno pitanje je: Kako hvataljka treba da priđe, drži, pomera. i postavi radni komad u stvarni proces?
Koncept kontakta je mesto gde dizajn alata za robotsku ruke postaje specifičan. Takođe je mesto gde mali izbori mogu imati veliki uticaj na pouzdanost držanja.
Robotski sistem za hvatanje može biti pravilno dimenzionisan na papiru, ali ipak zakazati u proizvodnji ako tačka kontakta ne odgovara stvarnoj površini radnog komada. Prašina, ulje, zakrivljenost, poroznost ili varijacija površine mogu promeniti rezultat.
Validacija pomaže u smanjenju tog rizika.
Pre nego što pređete na detaljne inženjerske korake, proverite koncept u odnosu na stvarne uslove:
Validacija pretvara pretpostavke u poverenje. Pomaže u smanjenju krugova redizajna, kašnjenja u puštanju u rad i predimenzionisanja. Preporučuje se testiranje u realnim uslovima.
Počnite sa primenom, a ne sa samom hvataljkom. Definišite radni komad, kretanje, vreme ciklusa, okruženje, zahteve za podizanje i postavljanje, i varijacije tolerancije. Zatim uporedite koncepte hvatanja, arhitekturu sistema, tip hvataljke i potrebe za validacijom pre nego što pređete na detaljan izbor proizvoda.
Nijedno nije automatski bolje. Vakuumska hvataljka može biti dobar izbor za ravne, osetljive ili promenljive radne komade sa odgovarajućim ponašanjem površine. Mehanička hvataljka može biti odlična za specifične geometrije, precizno pozicioniranje i dinamičke pokrete. Primena je odlučujući faktor.
Pouzdanost hvatanja zavisi od geometrije radnog komada, ponašanja površine, kretanja robota, ubrzanja, tolerancija, kontakt dizajna, uslova okruženja i povratnih informacija. Koncept treba proveriti u realnim uslovima pre implementacije.
Paralelna hvataljka je pogodna za pravougaone delove, hvataljka sa 3 prsta može se koristiti za cilindrične delove, ugaone i radijalne hvataljke su odlične kada su prostor ili zahtevi otvaranja ključni, a adaptivne hvataljke mogu podržati različite oblike ili rukovati delikatnim radnim komadima.
Potvrdite koncept alata za robotske ruke pre nego što započnete sa detaljnim inženjeringom i fazama implementacije. Rana validacija pomaže u proveri pretpostavki oko kretanja, tolerancija, stanja površine, povratnih informacija, potrošnje energije i buduće fleksibilnosti.