Můžeme si myslet, že výroba probíhá v zákulisí, ale to je nesprávný pohled. Z jiného pohledu jsou výrobní dodavatelské řetězce a podpůrná infrastruktura jádrem moderního života.
Díky robotice a automatizaci se výroba ocitá v centru strojírenské revoluce. Robotika je dnes obzvláště důležitá vzhledem k počtu volných pracovních míst v průmyslu a společností hledajících konkurenční výhodu v globalizaci.
Kolaborativní roboti (coboti) a automatizovaná robotická ramena mohou používat různé typy nástrojů v závislosti na aplikaci a požadovaném výsledku. Jeden rozdíl, který stojí za pochopení, je mezi pneumatickým a elektrickým nářadím na konci ramene (EOAT). Jedná se o nástroje na konci manipulačního ramene robota, které se používají k interakci s materiály a obrobky.
Proč na tom záleží?
Robotika není nudný předmět – ale pokud již nepracujete v robotickém, výrobním nebo automatizačním průmyslu, může to vyžadovat určité přesvědčování, abyste se začali starat o nástroje na konci ramene.
Stačí říci, že moderní průmyslové roboty nemohou zvedat, přenášet, otáčet, řezat, vyřezávat, měřit, testovat ani mnoho dalších úkolů bez nástrojů na konci ramene.
Mezi typické příklady nástrojů na konci ramene patří:
- svářeči
- Chapadla
- Laserové řezačky
- Měřicí nástroje
- Nástroje na odstraňování materiálu
- Snímače nárazu a silového momentu
- Přísavky nebo elektromagnetické zvedáky
Kromě nástrojů pro řezání, broušení nebo leštění mohou robotická ramena používat EOAT k provádění testů, kalibrací nebo kontrol. EOAT dávají robotům schopnost vykonávat úkoly, které od nich požadujeme, a podporují rostoucí počet robotických platforem a aplikací.
Níže se blíže podíváme na výhody a nevýhody pneumatických a elektrických EOAT.
Pneumatické EOAT: výhody a nevýhody
Bez správných nástrojů na konci ramene nemůže průmyslový robot plnit úkoly, které jsou před ním stanoveny. Existuje mnoho obav i na obchodní straně.
V první řadě je to pneumatika. Pneumatický EOAT je první volbou robotických inženýrů. Jaké jsou ale konkrétní výhody? Na jedné straně mají pneumatické EOAT ve srovnání s jinými možnostmi vysoký poměr výkonu k velikosti. V důsledku toho je lze snadněji instalovat do určitých podvozků robotů nebo průmyslových pracovních oblastí. Společnosti, které se obávají počátečních nákladů, mohou být na tom lépe s použitím známějších pneumatických pohonů a EOAT. rovnice jde dále, ale použití pneumatických EOAT může usnadnit řízení nákladů prvního dne.
Pneumatický provoz je ideální pro efektivní nastavení, kde se tvar a velikost obrobku tak často nemění. Mnoho pneumatických EOAT může obrábět nebo obsluhovat pouze jeden typ součásti.
Pneumatické EOAT však nejsou bez svých nevýhod. Nyní jsou preferovanou volbou, ale mají významné nevýhody, které je mohou v nadcházejících letech vést k jejich odchodu z továrny ve prospěch jejich elektrických protějšků.
Tyto nevýhody se v některých případech snáze řeší, ale přesto stojí za zmínku, protože společnosti tuto možnost zvažují:
- Méně pokročilá programovatelnost: Pneumatické svěrky a další pneumatické nástroje na konci ramene nabízejí jednoduché funkce otevírání a zavírání ve srovnání s více programovatelnými elektrickými EOAT.
- Omezená kontrola nad přilnavostí: Elektrická rukojeť EOAT je mnohem přizpůsobivější, ačkoli pneumatické varianty mohou umožňovat základní ovládání rukojeti změnou tlaku.
- Vyžaduje stlačený vzduch: EOAT vyžadují neustálé používání stlačeného vzduchu, což zvyšuje jejich průběžné provozní náklady.
- Možný kompromis kvality kvůli mazivům: Nečistoty v systémech stlačeného vzduchu mohou v závislosti na aplikaci představovat hrozbu pro některé zvláště choulostivé produkty, jako jsou potraviny.
Elektrický EOAT: Klady a zápory
Komunita inženýrů stále více hledá elektrické nástroje na konci ramene jako logickou alternativu k nástrojům s pneumatickým mechanickým ramenem. I když mohou poskytovat mnoho stejných funkcí, elektrické pohony a EOAT jsou v některých klíčových ohledech mnohem flexibilnější.
Zde jsou výhody elektrického nářadí na konci ramene:
- Lepší programovatelnost a ovládání: Motorizovaný EOAT poskytuje uživateli významnou a programovatelnou kontrolu nad polohováním, silou nástroje, dráhou pojezdu a rychlostí pojezdu. Tyto vlastnosti jsou nezbytné, když se pravidelně mění rozměry materiálu, produktu nebo součásti.
- Jednoduchý systém a nastavení: Výhodou použití elektrického EOAT je eliminace vzduchových kompresorů as nimi souvisejících cyklů údržby a výměny. Relativní jednoduchost elektrických pohonů a EOAT je atraktivní pro organizace s omezeným technickým personálem.
- Snazší ovládání při nižších tlacích: Jak již bylo zmíněno dříve, pneumatické nářadí poskytuje pouze základní ovládání tlaku. Při nižších tlacích je obtížné vyvodit z nástroje užitečnou sílu. Elektrické varianty odstraňují tuto nevýhodu tím, že poskytují přilnavost i při jemných operacích.
- Méně přísné požadavky na prostor: Vzhledem k tomu, že pneumatické ovládací prvky jsou v každém okamžiku plně otevřené nebo zavřené, mají tendenci vyžadovat větší prostorové odpružení z bezpečnostních důvodů při použití menších dílů.
Jednou z mála nevýhod motorizovaných svorek EOAT, jako jsou svorky, je to, jak bylo uvedeno, jsou obvykle dražší než jejich pneumatické analogy. Pneumatické komponenty mohou být první den levnější, ale jejich provozní náklady (včetně dodávky stlačeného vzduchu) mohou ovlivnit návratnost investic. Na rozdíl od toho mohou elektrické EOAT stát první den více, ale náklady na údržbu jsou nižší.
Tento kompromis mezi náklady a přínosy motorizace je něco, co stojí za zvážení pro společnosti, které chtějí investovat nebo reinvestovat do průmyslových robotů.
Výběr elektrických a pneumatických nástrojů na konci ramene
Existují další způsoby, jak zamýšlená aplikace ovlivňuje výběr koncového ramene nástroje. Například stále méně pneumatických chapadel a pneumatických nástrojů je již vybaveno senzory pro detekci upnutí. Motorizované EOAT lze snadněji integrovat do vyvíjející se infrastruktury IoT (Internet of Things) společnosti pro účely sběru dat.
Elektrické pohony a nástroje se nakonec mohou ukázat jako škálovatelnější varianta pro štíhlejší, zelenější budoucnost distribuovaných, velkoobjemových, velkoobjemových a cenově dostupných výrobních zařízení.