Обзор захватов для роботов манипуляторов
Робот манипулятор – это оборудование, которое может подражать функциям человеческой руки. Их внедрение позволяет повысить производительность, грамотно перераспределив работу между техникой и персоналом. Разнообразие на данном рынке призвано удовлетворить потребности различных отраслей экономики. Однако крайне важно верно подобрать рабочие элементы – захватные устройства (ЗУ), при помощи которых достигается поставленная цель фиксации в заданном положении объектов обработки и технологической оснастки. На качество выполняемых автоматами функций непосредственно влияет рабочий элемент, а значит к его выбору стоит подойти очень ответственно. Прежде всего следует точно поставить задачу. Определить, что именно будет поручено роботизированной руке, с чем ей нужно будет взаимодействовать, установить соответствие габаритов и веса системы.
В зависимости от типа действия ЗУ можно разделить на несколько групп.
Механические. Самые распространённые в промышленности. Удерживают детали, зажимая их, за счет силы трения, и осуществляют запирающий эффект. Могут быть как с приводом (пневматические, пружинные, гидравлические, электромеханические, рычажные, реечные, клиновые, кулачковые), так и без него (крючковые, штыревые, цанговые, трафаретные, карманчиковые). Также их классифицируют по типу губок (регулируемые или жесткие, гибкие или пружинящие). Аппараты с пневмоприводом просты и удобны, но сравнительно с ними гидропривод даст более крепкую фиксацию, а также позволит чувствовать четкость фиксации. Для предотвращения повреждений хрупких предметов применяют губки в виде надувных подушек или пальцев.
Магнитные. Работают на электромагнитном притяжении. Чаще предназначаются для профессиональных грузоподъемников, удерживающих и транспортирующих тяжелые предметы, состоящие из соответствующего материала. Призматическая форма магнитного полюса позволяет работать как с плоскими, так и сферическими грузами. Область употребления довольно широкая: машиностроительные, металлообрабатывающие предприятия, строительство, порты. Эффективное функционирует без электрической сети, не нуждается в постоянном обслуживании.
Вакуумные. В некоторых случаях важным моментом может быть то, что такой способ не влияет на свойства перемещаемого, какой бы ни был материал изготовления, тогда как устройства предыдущей группы могут вызывать вторичную намагниченность металлических частей. Они реализуют свою миссию, пользуясь разницей сил давления, создаваемой пневматической системой. Данная технология идеальна для движения грузов с плоской поверхностью значительного размера, которая может обеспечить плотное прилегание наконечника. В случае необходимости передвижения вещи со сложной формой и большим весом, изготавливается специальная присоска.
Такой мягкий метод с использованием силиконовых материалов позволит обрабатывать значительный ассортимент заготовок в фармацевтике, изготовлении часов, приборостроении и гарантирует осуществление сборки без повреждения верхнего слоя деталей.
Электрические. Обладают удобными для эксплуатации пальцами, которых может быть два, три, четыре или, как у людей, пять. Специалисты ценят их за возможность точного управления, так как большинство из них имеют микропроцессоры. То есть оператор способен контролировать каждое движение, а это весьма выгодно в работе. Подходят для решения практически любой задачи.
ЗУ также классифицируют по разного рода техническим характеристикам.
По способу фиксации объекта:
— схватывающие, среди которых различают механические (клещи, тиски) и с эластичными камерами, деформирующимися под воздействием нагнетаемого внутрь сжатого воздуха или жидкости;
— поддерживающие – когда используют нижнюю поверхность, выпуклости или отверстия. Это могут быть крюки, петли, вилки, лопатки.
— удерживающие – действуют благодаря физическим эффектам, наиболее распространены вакуумные и магнитные.
По поверхности захватывания есть наружные (для удерживания валов, корпусов, пластин) и внутренние (для втулок, колец, шайб).
В зависимости от вида управления:
— неуправляемые – пружинные механизмы с постоянными магнитами или с вакуумными присосками;
— командные – управляются только командами для схватывания или отпускания объекта. К ним относятся блоки с пружинным приводом, снабженные стопорными устройствами и срабатывающие через такт;
— программируемые – координируются командами системы управления. Перемещение губок, расположение элементов, мощность зажима в них меняются по алгоритму;
— адаптивные – программируемые, с разнообразными датчиками внешней информации.
Характер крепления подразумевает следующую группировку.
Несменяемые – являются неотъемлемой частью конструкции, их замена не предусмотрена. Предназначены для взаимодействия определенным экземпляром, не требуют переналадки, поэтому характерны для массового производства. Для установки цилиндрических заготовок в патроне токарных станков употребляют целевые центрирующие зажимы, обеспечивающие базирование заготовок по оси симметрии.
Сменные – это самостоятельные блоки с базовыми поверхностями для крепления. Применяются в серийном производстве при обрабатывании больших партий. Чаще всего обращаются к фланцевому крепежу.
Быстросменные – предусмотрена их быстрая смена (например, в форме байонетного замка).
В ЗУ для автоматической смены обеспечена возможность автоматической установки.
Хранятся сменные схваты в магазинах стационарного, подвижного и комбинированного типов, выполненных в виде поворотного диска с кодовыми гребенками.
Применение. Современные роботы встречаются во многих сферах деятельности, соответственно этому выбираются и захваты для них. Так, в машиностроении они осуществляют сборку автомобилей, покраску, протягивают кабели и совершают другие стандартные процессы. В химической промышленности они незаменимы в случаях экспериментов с опасными веществами. Сельское хозяйство уже не обходится без автоматизации сбора урожая – система, размещенная на движущейся платформе, срывает плоды. В банках – для реализации большинства процедур по выемке из контейнеров и переноске в указанную точку стопки банкнот, обычно используют механические зажимы. А вакуумные нужны, например, для перемещения отдельного листа, в частности при выполнении пересчета в счетно-сортировальной машине, связанном поштучным отделением листов из пачки. Складские процессы также максимально задействуют помощников: для палетирования и депалетирования, отбора, размещения, сортировки (продуктивность составляет до 800 посылок в час). В медицине эта высокочувствительная, оснащенная сенсорами техника помогает врачам в проведении хирургических операций.
