Захват (гриппер) – это «ладонь и пальцы» робота. Не настолько универсальные, как ваши, конечно, но аналогия достаточно точная.
Выделяют две большие группы захватов (грипперов) – электрические и пневматические, по принципу функционирования: от электрической цепи или от магистрали со сжатым воздухом.
Рассмотрим основные требования, предъявляемые к задачам захватов обоих групп, и подробнее остановимся на электрических захватах (грипперах).
Грипперы лучше всего работают, когда детали (заготовки) имеют как минимум две параллельные поверхности в одном и том же месте, от детали к детали. Это обеспечивает надежное сцепление детали (заготовки) с «пальцами» захвата.
Ход «пальцев» захвата (максимальное и минимальное расстояние между ними во время работы) ограничивает диапазон деталей, с которыми может работать робот. Поэтому при выборе захвата для робота важно найти тот, что сможет работать с деталями различных форм и, что еще важнее, разных размеров без модификации «пальцев» или программирования робота.
Совет: убедитесь, что ваш гриппер может захватывать 85–95 % деталей. Например, на роботизированном операторе загрузки станков REDLOAD самые популярные захваты – с ходом от 1 до 95 мм и от 1 до 145 мм.
Для увеличения производительности на робота устанавливают переходник, позволяющий работать с двумя захватами одновременно. Производственные задачи, состоящие из одновременных операций с заготовкой и готовым изделием, как нельзя лучше подходят для этого. Например, загрузка/выгрузка станка с ЧПУ.
Наиболее распространенная причина использования конфигурации с двумя захватами заключается в уменьшении времени цикла.
Полезная нагрузка захвата (гриппера)
Как и грузоподъемность робота, грузоподъемность захвата – это вес, который он может выдержать. Обратите внимание, что полезная нагрузка робота и гриппера – две разные величины, не зависящие друг от друга. Чтобы обеспечить долговечную работу захвата, следует соблюдать полезную нагрузку его самого, а не робота.
Совет: если большая часть веса объекта всегда приходится на захват, а именно на
кончики его «пальцев», гриппер будет изнашиваться преждевременно.
Ловкость захвата (гриппера)
Самые лучшие в мире захваты – это кисти рук человека. С их ловкостью еще долго не смогут соперничать машины.
Захваты для робота имеют ограниченную ловкость. Важно помнить, что роботы могут делать единственную операцию за раз одним захватом. Например, если человек сможет одной рукой забрать готовую деталь из патрона станка ЧПУ и тут же вставить этой же рукой новую заготовку, то роботу понадобится два захвата для этой операции.
Вот вопросы, которые необходимо задать самому себе при определении типа захвата для робота:
Размер объекта. Какого размера детали? Одинаковые они или разных размеров?
- Форма объекта. Какой формы детали? Простой геометрической или со множеством сложных граней? Являются ли они сферическими или имеют иную труднодоступную форму для захвата?
- Работа захвата. Как можно захватить деталь (по внешнему или внутреннему контуру, вакуумом, магнитом и т.д.)? Существуют ли различные способы захвата одних и тех же деталей?
Являются ли детали хрупкими или чувствительными к механическим повреждениям, что потребует регулируемой силы сжатия захвата?
- Досягаемость. Насколько сильно робот должен «вытянуться», чтобы достичь важных мест в рабочем пространстве? Будет ли робот использовать все рабочее пространство или только небольшую его часть? Нужно ли ему подходить к местам с разных углов?
Скорость. Какое время цикла требуется для каждого действия? Какова повторяемость?
Полное представление о ловкости робота в целом можно получить только тогда, когда вы рассматриваете вышеприведенные факторы вместе.
Рассмотрим реальный пример:
Требуется автоматизировать процесс загрузки/выгрузки деталей для двух станков ЧПУ. Деталь – штуцер.
Вес 50 г.
Для изготовления изделия требуются две операции на разных станках последовательно.
Очевидно, что в этом случае нам потребуется роботизированный оператор станков REDLOAD, оснащенный двумя захватами с ходом «пальцев» 50 мм. Такое решение позволит одновременно забирать готовую деталь и вставлять новую заготовку для обработки сначала на одном, а затем на втором станке, и ход «пальцев» с запасом перекрывает размеры заготовки и готового изделия.
Быстрая смена захвата
Еще одним неоспоримым преимуществом электрических Plug&Play захватов (грипперов) является быстрая замена одного захвата другим.
Например, учитывая, что оператор станков REDLOAD очень легко перепрограммировать с одной задачи на другую, возникает острая необходимость быстро заменить и захват, например с трехпальцевого на двухпальцевый.
Это возможно сделать за счет универсального посадочного места, которое крепится к «голове» робота один раз, а уже к нему можно быстро подсоединять различные захваты, имеющие одинаковый интерфейс подсоединения.
Управление захватом
Главным отличием электрических Plug&Play захватов (грипперов) от пневматических, помимо способа питания, является установка рабочих параметров, таких как ход «пальцев» и сила сжатия.
В случае с пневматическим захватом сила сжатия регулируется подачей сжатого воздуха, а ход «пальцев» ограничивается механическим путем – столкновением пальцев «захвата» с заготовкой (деталью). Это не очень удобно как для программирования траектории движения робота в целом, так и для работы с изделиями из мягких сплавов металла или изделиями, которым легко нанести механические повреждения (например, полые медные изделия, стеклянные пробирки, изделия, требующие целостности покрытия и отсутствия царапин).
В случае с электрическим Plug&Play захватом (гриппером) ход «пальцев» и сила сжатия регулируются с помощью пульта управления роботом по цифровому интерфейсу. Безусловно, эта функция очень удобна, значительно сокращает время на программирование и позволяет работать с широким спектром материалов от очень хрупких до сверхтвердых.
Вывод
Одну и ту же производственную задачу можно решить как пневматическим захватом, так и электрическим Plug&Play захватом.