A fogók elengedhetetlenek a robotok számára, amelyek pick-and-place (felvétel és lerakás) alkalmazásokban vesznek részt. Ezek az elektromechanikus "kezek" lehetővé teszik tárgyak megragadását, manipulálását és elengedését, gyors és precíz interakciókat biztosítva alacsony változatosságú, nagy volumenű ipari folyamatok során. Az elmúlt három évtizedben a pneumatikus tervezés volt a preferált megoldás az automatizálási szakemberek körében, de ez most változóban van. Az elektromos fogók modernebb megoldásként bizonyulnak, előnyöket kínálva a hatékonyság, a költségoptimalizálás és a helytakarékosság terén. E fejlődés középpontjában a miniatűr elektromos motorok állnak.
A pick-and-place robotok alapvető szerepet játszanak az összeszerelés, gyártás, csomagolás és anyagmozgatási alkalmazásokban, ahol ismétlődő feladatokat kell nagy sebességgel és minimális hibával elvégezni. Ezek a programozható robotok képesek szűk helyeken működni, sokféle tárgyat kezelni és számos feladatot ellátni, forradalmasítva számos iparágat.
Azonban a robotok iránti növekvő igények feltárták a pneumatikus fogók használatának korlátait ezekben az alkalmazásokban. Az üzemeltetők precízebb irányítást igényelnek a megfogott tárgyak felett, valamint nagyobb intelligenciát és további funkciókat, hogy támogassák a modern, összetett folyamatokat. A robotoknak emellett kompaktaknak kell lenniük, hogy maximalizálják a termelékenységet a meglévő vagy korlátozott alapterületen. Ezen felül a végfelhasználók a karbantartási költségek és az energiafogyasztás csökkentésére törekszenek, hogy csökkentsék az üzemeltetési költségeket (OPEX). Minden esetben az elektromos fogók, amelyeket miniatűr elektromos motorok hajtanak, felülmúlják a pneumatikus megoldásokat.
Minden kontroll alatt
Az irányítás és a fogási erő kétségtelenül a fogók legfontosabb teljesítményparaméterei közé tartoznak, és a miniatűr elektromos motorok mindkettő terén kiválóak. A helyzet, sebesség és nyomaték precíz vezérlése hatékonyabban érhető el, mint más hajtórendszerekkel, így az elektromos fogók ideálisak a bonyolult gyártási folyamatokhoz.
Ami a fogási erőt illeti, ezt a motor áramának vagy feszültségének szabályozásával lehet modulálni. Ennek eredményeként a fogó finoman kezelheti a törékeny tárgyakat, például az elektronikai cikkeket, vagy szorosabb fogással tarthatja meg a nehezebb, robusztusabb terheket. Az elektromos fogók azokkal a fejlett irányítási és fogási opciókkal rendelkeznek, amelyek szükségesek a modern pick-and-place alkalmazások sokféleségének támogatásához.
Csináld újra és csináld gyorsan
A robotok használatának egyik eredendő előnye a folyamatok sebességének növekedése. Az elektromos fogók tovább fokozzák ezt az előnyt a nagy sebességű, hihetetlenül gyors gyorsulást elérő motorok révén. A fogók gyors nyitása és zárása lehetővé teszi a felvétel, elhelyezés és elengedés mechanizmusának gyors végrehajtását, csökkentve a ciklusidőket és javítva az automatizált rendszerek termelékenységét. Minél alacsonyabb a specifikált fogómotor tehetetlensége, annál nagyobbak az előnyök.
A gyors ciklusidőknek azonban a megismételhetőség is támogatnia kell. Szerencsére az elektromos motorok nagy pontossággal képesek újra és újra végrehajtani a mozgásokat. Az olyan alkalmazásokban, ahol következetes fogási és elengedési műveletekre van szükség, mint például a bin picking, ez létfontosságú.
Kompakt megoldások
A pneumatikus fogórendszerek problémája az, hogy összetett levegőellátó rendszereket igényelnek, mint például kompresszorok, szűrők, szabályozók és szelepek. Ez növeli a robotok alapterületét, ami nem kívánatos, ha a termelési menedzser célja, hogy több feladatot hajtson végre kevesebb helyen.
Ezzel szemben a miniatűr elektromos motorokat úgy tervezték, hogy nagy teljesítményt nyújtsanak kis csomagban. A fogón rendelkezésre álló hely korlátozott, de a nagy nyomatéksűrűségű elektromos motorok maximálják ezt azzal, hogy könnyű integrációt kínálnak anélkül, hogy terjedelmes alrendszerekre lenne szükség. Ez helyet takarít meg az üzemeltetők számára a gyártósoron, és lehetőséget biztosít az eredeti berendezésgyártóknak (OEM-eknek), hogy csökkentsék a robotok méretét.
Alkalmazási rugalmasság
A pick-and-place robotok végfelhasználói széles körű irányítási és integrációs lehetőségekre van szükségük, hogy biztosítsák a különböző alkalmazásokhoz való alkalmasságot. Ellentétben a pneumatikus megoldásokkal, az elektromos fogók könnyen vezérelhetők és integrálhatók különböző vezérlőrendszerekkel, legyen az programozható logikai vezérlő (PLC), mikrokontroller vagy számítógép. Ez biztosítja a testreszabott automatizálási megoldások széles körű megvalósítási lehetőségeit.
Ezenkívül a motor visszacsatolása felhasználható a fogó programozásához az időzítők helyett, amely érzékelőkkel kombinálva hatékonyabb programokat hozhat létre és támogathatja a bonyolultabb folyamatokat.
Költségkontroll
Az elektromos fogók energiahatékonyak a tervezésükből adódóan, különösen, ha kefe nélküli egyenáramú (BLDC) motorokat használnak. Ezek a motorok minimális veszteséggel alakítják át az elektromosságot mechanikai energiává, ami csökkenti az energiaszükségletet, és alacsonyabb energiaköltségeket eredményez. Egy létesítményen belül ez a hatékonysági növekedés jelentős megtakarítást eredményezhet.
A pneumatikus rendszerekkel összehasonlítva az elektromos fogók karbantartási költségeket is megtakarítanak. Egy egyszerűsített rendszer, amely nem igényel további alrendszereket, az elektromos fogók könnyebben karbantarthatók. Az, hogy nem kell szembenézni a pneumatikus rendszerek további összetettségeivel, gyorsabbá és költséghatékonyabbá teszi a szervizelést. Az elektromos fogók használatával az üzemeltetők az OPEX csökkentésére számíthatnak.
Motorok kiválasztása elektromos fogókhoz
Az elektromos fogók előnyeinek bemutatása után a gépépítők számára az a kihívás, hogy melyik motort válasszák ezekhez a rendszerekhez?
Végső soron a BLDC motorok ideálisak a fogóalkalmazásokhoz, mivel kiváló irányítást nyújtanak a nagy sebességek és nyomatékok felett egy megbízható, kompakt csomagban. Ez rendkívül alkalmassá teszi őket a gyors és pontos fogómozgásokhoz.
Azok számára, akik még kisebb csomagban keresik ezt a dinamizmust, lapos BLDC motorokat is lehet használni. Kifejezetten korlátozott helyekre tervezve, a lapos BLDC motorok lapos profilú, palacsinta alakú kivitelben készülnek, így könnyen integrálhatók kompakt fogórendszerekbe.
Ezzel a két tervezéssel az OEM-ek és a végfelhasználók készen állnak arra, hogy áttérjenek a pneumatikus fogókról az elektromos fogókra.
Specifikációval kapcsolatos kérdések
Minden robot, fogórendszer és pick-and-place folyamat különbözik, ezért olyan szakértői támogatásra van szükség, mint amilyet a Portescap nyújt. A Portescap kefe nélküli slotless motorok, beleértve az Ultra EC és Flat BLDC motorokat, olyan teljesítményjellemzőket kínálnak, amelyek szükségesek az elektromos fogókhoz.
Többféle tekercselési és hajtóműopció lehetővé teszi a sebesség és nyomaték finomhangolását, míg a Hall-érzékelők és enkóderek biztosítják a pontos, intelligens irányítást és precíz pozicionálást. Speciális anyagok lehetővé teszik a motorok számára a sokk, a magas terhelési ciklusok és a különböző hőmérsékletek elviselését. Ezenkívül a Portescap szoros együttműködésben az ügyfelekkel beépítheti a miniatűr motorokat az eszközökbe, helyet és súlyt takarítva meg a robottervezés során.
Ezzel a személyre szabott mérnöki támogatással a végfelhasználók és az OEM-ek olyan miniatűr motoros megoldást választhatnak, amely az elektromos fogók teljesítményének élvonalába helyezi őket.