Один термин, много значений: когда вы говорите кому-то «иметь контроль», они означают, что человек, с которым вы обращаетесь, должен контролировать свои эмоции и вести себя более спокойно. В производственном мире способность твердо и надежно удерживать и удерживать вещи может иметь решающее значение для успешного производственного процесса.
Выбор захвата получает слишком мало внимания
Хотя захваты очень важны, разработчики систем автоматизации захвата и размещения для различных отраслей, таких как автомобилестроение, фармацевтика, электроника или производство потребительских товаров, часто уделяют слишком мало внимания выбору наиболее подходящего типа захвата. Существует множество различных захватов для самых разных задач и требований. Удобство, привычка или общая спецификация конечного пользователя могут способствовать неоптимальному выбору захватов.
Картинная галерея
Картинная галерея с 5 картинками
На самом деле, есть несколько факторов, которые следует учитывать при выборе захвата. К ним относятся возможные воздействия грязи, истирания, масла, смазочных материалов, смазочно-охлаждающей жидкости, колебаний температуры, чистоты и взаимодействия с человеком на работу системы автоматизации. Другими словами, недостаточно просто купить захват с полки или из каталога.
Пневматические захваты доминируют
Какие факторы следует учитывать, чтобы принять обоснованное и успешное решение для захвата? Операционная среда должна быть упомянута в первую очередь. Более 95% захватов, используемых сегодня в автоматизированном производстве, работают пневматически. Хотя электрические захваты также иногда используются, пневматические захваты были стандартом в течение многих лет и останутся в своем доминирующем положении в обозримом будущем.
Пневматические захваты обычно используются для трех элементарных задач:
- 1. Первой задачей является захват и удержание продукта или компонента при перемещении, например, с конвейера, рабочей станции, машины и т. Д. Или к ним. Это может быть простой процесс, такой как снятие бутылки аспирина с конвейерной ленты и складывать бутылку в коробку.
- 2. Вторая задача - выровнять деталь или правильно расположить деталь или изделие при подготовке к следующему шагу. В нашем примере захват может перевернуть коробку с аспирином, чтобы можно было прикрепить этикетку.
- 3. Третья задача - захватить деталь во время ее обработки. В нашем примере роботизированный захват может удерживать аспирин во время его запечатывания или маркировки.
Чистый или нечистый, вот в чем вопрос
Эти несложно звучащие процессы могут работать эффективно, только если для соответствующих условий применения был выбран правильный тип захвата. В широком смысле, есть два типа операционных сред, которые требуют особого внимания:
-
Примеси: в окружающей среде этого типа важно избегать любого загрязнения захвата, чтобы он работал должным образом в течение всего срока службы. Окружающая среда может быть сильно загрязнена грязью, истиранием, маслами и смазочными материалами. Колебания температуры, как правило, более высокие температуры, также могут ухудшить функцию захвата. Такие условия окружающей среды типичны для применения в автомобилестроении, в литейном производстве, а также в механической обработке и общепромышленном производстве.
Многие модели захвата имеют промывочные соединения. Это дополнительное воздушное соединение на корпусе захвата с каналом внутри захвата. Всасывающий воздух создает избыточное давление в корпусе захвата, что предотвращает попадание загрязняющих веществ внутрь захвата. В чрезвычайно суровых условиях для профилактического обслуживания могут также потребоваться смазочные ниппели на захвате, через которые можно удалять загрязненную смазку и / или подавать свежую смазку.
-
Чистый: в среде такого типа основное внимание уделяется обеспечению того, чтобы в рабочую среду из или внутри захвата не попало ничего, что могло бы загрязнить заготовку или процесс. Это, как правило, имеет место в медицинской, фармацевтической, электронной и пищевой промышленности, где допускается только крайне низкое содержание взвешенных веществ или поверхностное загрязнение. Многочисленные захваты имеют классификацию чистых помещений для использования в чистых помещениях.
Многие модели захвата имеют всасывающие патрубки. Как и упомянутые промывочные соединения, эти соединения часто выполняют двойную функцию. Разница в том, что всасывающие патрубки собирают любую грязь, которая может присутствовать в захвате, чтобы они не могли попасть в окружающую среду. Для этого на соединении создается небольшое отрицательное давление, через которое чистый воздух из рабочей среды проходит через захват, а затем выходит из рабочей камеры.
Щиты могут повысить надежность
Щитки являются проверенным и проверенным средством повышения надежности как в чистых, так и в загрязненных рабочих средах. Стандартные экраны или щиты для конкретного применения могут удерживать загрязнения от внутренней части захвата в загрязненных средах или предотвращать выход смазочных материалов или других загрязнений изнутри захвата. Щитки бывают разных форм, от простых формовых листов, до гибких рукавов и сильфонов, до губ дворника. Экраны могут быть предложены как часть захвата - как стандартная, дополнительная или в качестве специального аксессуара - или добавлены пользователем как часть интеграции машины. Следует отметить, что захват должен быть выровнен такчто как можно меньше загрязняющих веществ могут попасть на поверхности его движения или открытые отверстия.
Использование соответствующих материалов и покрытий, таких как нержавеющая сталь, никелирование и анодированное твердое покрытие, может предотвратить коррозию захвата или прилипание частиц грязи, а также любой захват, который это может вызвать. В чистых помещениях или при обработке пищевых продуктов это может предотвратить окисление или образование бактерий, которые могут попасть в рабочую среду.
СОВЕТ КНИГИ Книга "Промышленные роботы" представляет собой руководство для МСП с советами и рекомендациями по теме использования роботов. Изучаются самые важные основы робототехники и объясняются методы, как можно оценить, можно ли автоматизировать продукт или процесс с помощью роботов.
Помимо прочего, существуют совместимые с высокой температурой, совместимые с пищевыми продуктами или водоотталкивающие смазочные материалы, которые можно использовать в самых разных средах или для удовлетворения любых требований по стирке. Существуют также подходящие пневматические уплотнения для использования в загрязненных или очень жарких условиях. В дополнение к уплотнениям из Buna-N (нитрила), подходящим для стандартных применений, существуют уплотнения из витона и силикона для использования при более высоких температурах. Захваты, которые должны использоваться в очень жарких и / или нечистых средах, иногда даже имеют металлические уплотнения.
#plus
безопасности
Сделайте промышленных роботов безопасными
Операционная среда диктует выбор захвата
Проектирование и строительство захватного также могут повлиять на его работу в соответствующей операционной среде. Прежде всего следует отметить, что захват по существу состоит из трех частей: корпуса (включая механизм для передачи энергии), челюстей и пальцев. Как правило, производитель захватов разрабатывает и изготавливает только корпус и челюсти - так называемый «контроль», а производитель машин или конечный пользователь предоставляет специализированные пальцы, чтобы захватить или приложить соответствующую деталь. При выборе захвата для конкретного применения необходимо учитывать несколько факторов, в том числе длину пальца, силу захвата, ход, время срабатывания, точность и т. Д. Обычно производитель указывает эти спецификации для каждой модели захвата.
Соответствующая рабочая среда является еще одним фактором, который необходимо учитывать при выборе конструкции захвата. Механизм поддержки челюсти (тип подшипника) может повлиять на функцию. То же относится и к внутренней конструкции (механизм передачи мощности от поршня к челюсти). Проще говоря, различные захваты могут принципиально отличаться по своей конструкции, несмотря на одинаковый размер и функцию, поэтому некоторые из них лучше подходят для использования в различных операционных средах, чем другие.
Следующие механизмы поддержки челюсти являются общими:
- Подшипники скольжения (контакт с поверхностью). К ним относятся подшипники с плоской поверхностью к поверхности и цилиндрические подшипники (втулки). Эти подшипники устойчивы к ударам и обеспечивают отличную поддержку челюсти. Кроме того, они не должны быть перенастроены и остаются очень точными, когда механическая обработка строго допускается.
- Роликовые подшипники (линейный контакт ). Этот тип подшипников с низким коэффициентом трения включает в себя скрещенные роликовые подшипники и подшипники с двойным V-образным вырезом. Эти подшипники могут быть предварительно нагружены для высокой точности и при необходимости перенастроены так, чтобы практически не возникало люфта подшипника в течение всего срока службы захвата. Этот тип подшипника с низким коэффициентом трения облегчает контролируемую регулировку силы захвата путем регулирования давления воздуха.
- Шариковые подшипники (точечный контакт): этот тип подшипника обладает чрезвычайно низким коэффициентом трения и поэтому хорошо подходит для точных применений и для использования с очень низкими линейными давлениями в приложениях, которые требуют тихого, равномерного движения.
Досье безопасности машины 2019
Функциональная безопасность во всех аспектах
Универсальные захватные механизмы
Тип передачи мощности, или общей конструкции механизма захвата, является еще одним фактором, чтобы рассмотреть. Вот некоторые примеры:
- Двойной клиновой привод : клиновой механизм обеспечивает большую поверхность для передачи энергии к челюстям с равномерным распределением силы на челюсти. Обычная однопоршневая конструкция также обеспечивает высокое отношение силы захвата к размеру. Другим преимуществом является внутренняя синхронизация движения челюсти, что делает ненужным дополнительный механизм. Механизм двойного клина очень прочный и устойчивый к ударам.
- Прямой привод: с помощью этого механизма поршень соединяется непосредственно с кулачком через штифт или шток. Обычно есть два поршня и связь для синхронизации челюсти. Этот механизм прост, недорог и легко экранируется.
- Кулачковый привод: прямая, синхронизированная передача энергии в челюсти с линейным контактом. Механизм имеет одну точку поворота на челюсть и нуждается в минимуме движущихся частей. Механические преимущества кулачка обеспечивают высокую силу захвата при относительно компактной конструкции. Этот механизм в основном используется для захватов с угловыми челюстями.
- Реечный привод : этот механизм особенно подходит для точных применений в чистых условиях. Синхронизированный привод передает усилие поршня через рейку, почти не изнашиваясь на деталях привода.
Метод захвата также играет роль
При выборе захвата следует учитывать конструкцию пальцев и метод захвата:
- Трение: это наиболее распространенный метод захвата, при котором контактные поверхности удерживают заготовку трением. В случае отказа сжатого воздуха деталь падает. Фрикционные пальцы не подходят для работы с масляными или жирными деталями. Этот метод обычно требует более высоких сил захвата (то есть больший захват). Вы также должны обратить внимание на область захвата пальцев. Прокладки из карбида вольфрама на поверхности пальца могут улучшить общее сцепление, но при этом существует риск повреждения хрупких деталей. Для работы с хрупкими деталями вы можете прикрепить к пальцам уретановые прокладки, которые увеличивают трение при захвате без риска повреждения.
- Подгонка формы: пальцы профилированы как деталь, то есть от круглой к круглой. Палец охватывает деталь положительным и положительным образом, при этом палец создает силу захвата. В случае отказа сжатого воздуха пальцы могут открыться из-за силы тяжести, и деталь может упасть.
- Прилагается: как правило, считается самым безопасным методом захвата. Пальцы профилированы как часть, то есть от прямоугольной до прямоугольной. При этом методе пальцы захватывают или только приближаются к детали, а корпус удерживает деталь на месте. Обычно это считается самым безопасным методом, потому что при потере давления деталь не упадет, если на нее не будет воздействовать внешняя сила.
При выборе дизайна пальца безопасность должна всегда иметь высший приоритет. Существуют различные способы предотвращения случайного отсоединения детали от захвата в случае сбоя сжатого воздуха и устранения риска травмирования или повреждения детали или машины. Одним из вариантов является внутренняя пружина, которая смещает поршень и удерживает палец на детали. Тем не менее, важно обеспечить достаточное усилие пружины. На соединениях также можно установить дополнительный внешний предохранительный клапан, который блокирует подачу сжатого воздуха в захват в открытом или закрытом положении. Опускные замки могут быть прикреплены к некоторым захватам, которые автоматически прижимаются к направляющим стержням губок при потере сжатого воздуха.
Все под контролем
Разработчики и инженеры, которые упустили необходимую осторожность при выборе захвата, могут сказать, что на самом деле они не контролировали ситуацию. Это может быть в том случае, если производительность системы автоматизации оставляет желать лучшего из-за выбора неправильных захватов.
Каждая автоматизированная производственная система столь же мощна и надежна, как и ее самое слабое звено. Чтобы гарантировать, что захват не является самым слабым звеном, необходимо учитывать правильную спецификацию захвата, учитывая рабочую среду, а также принимая во внимание многочисленные доступные варианты, включая индивидуальные решения, которые может предложить производитель. Только после того, как все эти факторы были приняты во внимание, пользователь может быть уверен, что для их применения был выбран лучший захват. (JV)
Досье робототехники издание 2018
Робототехника в автоматизации
HMI
Сделать взаимодействие человека и робота ощутимым с помощью HMI
* Дэн Кэмпбелл, руководитель отдела управления продукцией в Destaco, Auburn Hills, Мичиган, США