
Что такое концевой эффектор робота?
A концевой эффектор роботаэто устройство, установленное на конце манипулятора робота, которое напрямую взаимодействует с заготовкой, инструментом или процессом. Обычно он прикрепляется к запястью робота, где выполняет физическую задачу, которую робот призван автоматизировать. Полезный способ понять взаимосвязь прост:робот обеспечивает движение; конечный эффектор выполняет задачу.
Манипулятор робота позиционирует и перемещает инструмент в пространстве, в то время как концевой эффектор выполняет фактическую операцию. В зависимости от приложения эта операция может включать в себя:
схватив или удерживая часть
перемещение или перемещение объекта
сварка
дозирование клея, герметика или другого материала
завинчивание или крепление
осмотр детали или поверхности
Вот почему концевой эффектор не следует понимать только как устройство для захвата предметов. Захват — одна из распространенных функций, но концевые исполнительные механизмы роботов могут поддерживать как операции-погрузочно-разгрузочные работы, так и производственные процессы.
Таким образом, на высоком уровне конечные эффекторы можно рассматривать в двух широких группах:инструменты для обработки, которые манипулируют частями или продуктами, иинструменты процесса, которые выполняют такие операции, как сварка, подача, крепление или проверка.
Общие термины-действующих элементов
| Срок | Значение |
| Конец | Любое устройство, установленное на конце манипулятора робота для выполнения или непосредственно |
| Эффектор | Поддержать задачу |
| захват | Тип конечного эффектора, специально предназначенный для захвата, удержания или перемещения объектов. |
| ЕОАТ | Сокращение от End-of-Arm Tooling, общепринятого промышленного термина, обозначающего инструменты и сопутствующее оборудование, установленное на конце манипулятора робота. |
В этой статьеконцевой эффекториспользуется широко, включая как захватные инструменты, так и технологические инструменты.
Конечный эффектор против захвата

При сравненииконцевой эффектор против захвата, основное отличие - это объем. Захват — это один из типов концевого эффектора, тогда как термин «конечный эффектор» охватывает гораздо более широкий спектр роботизированных инструментов.
Захваты в первую очередь предназначены для захвата, удержания, позиционирования или перемещения объектов. Например, робот может использовать захват для захвата компонента с конвейера, удержания его во время сборки или перемещения между машинами.
Другие концевые эффекторы выполняют задачи, которые вообще не связаны с захватом. Сварочная горелка может быть рабочим органом робота. То же самое можно сделать с дозирующей головкой, режущим инструментом, отверткой, контрольным датчиком или другим устройством,-специфичным для конкретной задачи.
Взаимосвязь можно четко сформулировать:
Все захваты являются концевыми эффекторами, но не все концевые эффекторы являются захватами.Это различие также полезно при оценке поставщиков. В зависимости от производителя или категории продукции подобное оборудование может быть описано какзахват, концевой эффектор, ЕОАТ, илироботизированная оснастка. Терминология не всегда последовательно используется на страницах продуктов, поэтому покупателям следует сосредоточиться на функциях и конфигурации оборудования, а не только на этикетке. Захваты — это одна из категорий концевых эффекторов.ЕОАТэто еще один термин, с которым читатели часто сталкиваются при исследовании роботизированных инструментов.
Объяснение терминологии EOAT
EOAT означает конец-из-инструментов для рук.В промышленной робототехнике этот термин часто используется почти так же, как термин «конечный эффектор робота», особенно когда речь идет об оборудовании, установленном на запястье робота для выполнения производственной задачи.
На практике эти термины сильно пересекаются, поэтому их не следует рассматривать как совершенно отдельные понятия. Однако,ЕОАТиногда может описывать более широкий набор инструментов, а не одно отдельное устройство.
Например, полная сборка робота EOAT может включать в себя:
захват или технологический инструмент
монтажные кронштейны
датчики
устройства смены инструмента
устройства соответствия
пневматические, электрические или другие служебные соединения

В этом контексте захват сам по себе может быть основным концевым эффектором, в то время как полный пакет EOAT включает в себя вспомогательные компоненты, необходимые для его установки, управления и эксплуатации. Понимание этой терминологии упрощает сравнение роботизированных инструментов разных поставщиков и областей применения, не путая конкретное захватное устройство с более широкой категорией конечного-оборудования-манипулятора.
Хотя захваты являются наиболее распространенными концевыми эффекторами, они относятся только к одной категории. Как только терминология будет ясна, следующий вопрос: какие типы конечных эффекторов доступны.
Не уверены, какая категория EOAT подходит для вашего робота? Свяжитесь с нашими инженерами по автоматизации, чтобы получить решение, адаптированное специально для вашего рабочего процесса.
Типы рабочих органов роботов
Главныйтипы концевых исполнительных механизмов роботовможно разделить на две большие группы:захват и манипулирование концевыми эффекторами, которые удерживают или перемещают заготовки, иконечные эффекторы процесса, которые выполняют непосредственно производственные операции.

Правильная категория зависит не столько от того, как называется инструмент, сколько от того, как он взаимодействует с заготовкой или процессом. Таким образом, полезное сравнение учитывает, как работает каждый концевой эффектор, какие детали он подходит, где он работает хорошо и какие ограничения необходимо учитывать.
Механические захваты

A механический роботизированный захватиспользует пальцы или челюсти для физического контакта и закрепления заготовки. Для обычных манипуляций обычно используются две-конструкции захватов, а три-конфигурации захватов могут быть полезны для центрирования цилиндрических или круглых деталей. Пальцы также можно настроить в соответствии с геометрией конкретного компонента. Механический захват особенно эффективен для жестких деталей с предсказуемыми размерами и определенными поверхностями захвата.
Механические захваты обычно используются для:
уход за машинами
обработка автомобильных компонентов
частичная передача
сборка
загрузка и разгрузка приспособлений
Там, где механическим пальцам требуется определенная поверхность захвата, вакуумные системы часто могут обрабатывать широкие поверхности, не закрывая деталь.
Вакуумные захваты
A вакуумный захватудерживает заготовку за счет создания разницы давлений между присоской или вакуумным элементом и поверхностью детали. Вместо того, чтобы сжимать пальцы вокруг объекта, система создает всасывание в одной или нескольких точках контакта. Этот подход лучше всего работает на плоских или относительно гладких поверхностях, которые могут образовывать пригодное для использования уплотнение. Общие примеры включают листовой материал, картонные коробки, стекло, панели, упакованные продукты и отдельные электронные компоненты, такие как экраны или панели, если поверхность и конструкция инструментов подходят.
Вакуумные захваты часто используются для:
работа с картонными коробками и упаковкой
листовой-перенос листового металла
обработка стекла и панелей
паллетирование
простой выбор продукта-и-размещение
Для ферромагнитных заготовок магнитный захват может устранить необходимость использования губок или герметичной присасывающей поверхности.

Магнитные захваты

A магнитный захват роботаиспользует магнитную силу для удержания совместимой заготовки. В зависимости от конструкции сила захвата может исходить от электромагнита, переключаемого постоянного магнита или другого магнитного захватного механизма. Важным условием является совместимость материалов. Магнитный захват подходит не для всех металлических деталей; это прежде всего относится к ферромагнитным материалам, таким как многие стальные детали.
Магнитные захваты обычно используются для:
обработка стального листа
штамповочные операции
передача металлической заготовки
загрузка машины
автоматизация производства и прессов-линий
Магнитные захваты подходят для жестких ферромагнитных деталей; Хрупкие или деформируемые продукты часто требуют более строгого подхода.
Мягкие захваты
A мягкий роботизированный захватиспользует податливые пальцы, гибкие материалы или деформируемые захватные конструкции, чтобы прилегать к заготовке, а не контактировать с ней только в жестких, заранее определенных точках. Это делает мягкий захват особенно полезным для хрупких, нестандартных или легко деформируемых продуктов. Типичные примеры включают фрукты, хлебобулочные изделия, деликатные продукты питания, нестандартные потребительские товары и некоторые хрупкие компоненты.
Мягкие захваты часто используются для:
обработка продуктов питания и продуктов
автоматизация пекарни
сортировка хрупких продуктов
необычный-выбор объекта-и-размещение
применения, где повреждение поверхности должно быть сведено к минимуму.

Инструменты процесса
Конечные исполнительные органы процесса — это инструменты, установленные на роботе для выполнения операции, а не для захвата и транспортировки заготовки. В этих приложениях робот обеспечивает контролируемую траекторию движения, в то время как инструменты выполняют производственный процесс.

Сварочные инструменты
Сварочная горелка может выполнять функцию рабочего органа робота, если она установлена на запястье робота и перемещается по запрограммированному пути сварки. Роботизированная сварка широко используется там, где важны повторяемость положения горелки, скорость движения и ориентация, особенно в автомобильном производстве и общей обработке металлов.
Отверточные инструменты
Автоматизированный блок завинчивания — еще один распространенный роботизированный технологический инструмент. Робот позиционирует отвертку в точке крепления, а концевой эффектор выполняет операцию вставки и затягивания винта. Эти системы хорошо подходят для повторяющейся сборки, когда необходимо контролировать положение крепления и крутящий момент. Приложения могут включать электронику, производство бытовой техники, автомобильные узлы и общую сборку изделий.
Дозирующие инструменты
Дозирующий концевой эффектор наносит контролируемое количество материала, такого как клей, герметик, консистентная смазка, смазка или другая технологическая жидкость. Робот контролирует путь нанесения, а инструменты регулируют подачу материала. Это делает роботизированное дозирование полезным для применений, требующих повторяемого размещения шариков, постоянного объема или контролируемого покрытия по сложным путям.
При сварке, завинчивании и дозировании ключевой момент один и тот же:технологический инструмент выбирается исходя из требований операции, а не силы захвата.Вес инструмента, прокладка кабелей и шлангов, управление процессом, точность, коммунальные услуги и доступ для обслуживания — все это может стать основными факторами проектирования.
Посмотреть промышленных роботов
Разные концевые эффекторы решают разные задачи. Но одного типа конечного-эффектора недостаточно для выбора; окончательный выбор зависит от конкретной заготовки и требований производства.
Как выбрать правильный концевой эффектор
При рассмотрениикак выбрать концевой эффектор робота, часто возникает неправильный стартовый вопрос: какой захват лучше?
Не существует универсального лучшего захвата или EOAT. Лучший подход — начать с приложения и сузить варианты в фиксированной последовательности:
понять заготовку
Подтвердите, что робот может нести всю систему инструментов
определить требуемые производственные показатели
проверьте операционную среду.

Этот порядок имеет значение. Захват может выглядеть подходящим, если судить по спецификациям из каталога, но все равно выходить из строя, потому что на поверхности детали протекает вакуум, центр тяжести инструмента выходит за пределы запястья робота или требуемое время цикла не может быть достигнуто, если включены задержки захвата и освобождения.
ПрактичныйВыбор ЕОАТТаким образом, процесс начинается с детали и продолжается до робота и производственной системы.
Анализируйте свою заготовку
Заготовка обычно является первым фильтром при выборе рабочего органа. Его вес, размеры, форма, материал, состояние поверхности и изменчивость определяют, какие принципы захвата реалистичны, еще до того, как будут рассмотрены характеристики робота.
Масса
Вес детали определяет минимальную удерживающую силу, которую должен создавать концевой эффектор, но статический вес, указанный на чертеже, является лишь отправной точкой.
Инструмент должен удерживать деталь, пока робот ускоряется, замедляется, меняет направление и, возможно, вращает груз. Эти динамические силы могут быть выше, чем сила, необходимая просто для удержания той же детали в неподвижном состоянии.
Расчет также должен отражать то, как на самом деле работает процесс. Если робот выбирает четыре продукта одновременно, соответствующая нагрузка на заготовку — это совокупная нагрузка всех четырех продуктов, а не вес одной единицы.
Поэтому подходящая конструкция учитывает:
статический вес детали;
ускорение и замедление;
ориентация во время движения;
требуемый запас прочности;
количество деталей, обрабатываемых за один комплект.
По мере увеличения массы заготовки и динамической нагрузки для применения может потребоваться большая механическая сила захвата, большая площадь вакуумной чашки, более высокая магнитная удерживающая способность или вообще другая стратегия обращения.
Размер
Размеры заготовки влияют гораздо больше, чем просто возможность захвата физически обхватить деталь.
Для более крупного компонента может потребоваться более широкий диапазон захвата, более длинные пальцы, больше присосок или более крупная инструментальная рама. Каждое из этих изменений увеличивает размер, а зачастую и массу ЭОАТ.
Это может создать вторичные ограничения. Широкая вакуумная рама может мешать расположенным рядом светильникам. Длинные пальцы могут увеличить изгибающие нагрузки. Большой захват может уменьшить полезный радиус действия робота, поскольку инструмент сталкивается с дверцами машины, ограждениями или окружающим оборудованием до того, как запястье робота достигнет запрограммированного положения.
Таким образом, размер влияет на:
размах захвата;
длина пальца;
расстояние между присосками-;
след от оснастки;
досягаемость робота;
риск помех и столкновений.
Захват, который может технически удерживать деталь, не обязательно подходит, если его геометрия не позволяет роботу получить доступ к необходимому месту захвата или размещения.
Форма
Форма часто определяет, какой принцип захвата является практичным.
Широкая, относительно плоская поверхность может обеспечить достаточную площадь контакта для вакуумного захвата. Жесткий компонент с четко выраженными краями или повторяемыми внешними характеристиками может подойти механическим пальцам. Цилиндрические детали легче центрировать, если губки спроектированы с учетом их диаметра. Для нестандартных и деликатных продуктов можно использовать подход с мягким захватом.
Связь не абсолютна, но форма может быстро сузить поиск:
плоские или широкие поверхности: может оказаться целесообразным вакуумный захват;
определенные края или особенности захвата: механический захват может обеспечить лучший контроль;
цилиндрические жесткие детали: механические губки часто обеспечивают повторяемое центрирование;
продукты неправильной или деформируемой формы: мягкий или адаптивный захват может снизить локализованное давление;
плоские ферромагнитные детали: магнитный захват может быть опцией.
Асимметричные заготовки заслуживают дополнительного внимания, поскольку их центр масс может не совпадать с точкой захвата. Захват может надежно удерживать деталь, но при этом создавать нестабильную или неблагоприятную нагрузку на запястье робота.
Материал и состояние поверхности
Материал влияет на то, как концевой эффектор может создавать и поддерживать удерживающую силу.
Сталь может допускать магнитный захват, но только в том случае, если материал достаточно ферромагнитен и условия контакта поддерживают необходимую удерживающую силу. С пластиком нельзя обращаться таким же образом, но его поверхность может хорошо работать при механическом или вакуумном захвате в зависимости от жесткости и отделки.
Стекло часто обеспечивает хорошую уплотняющую поверхность для всасывания, но метод захвата должен избегать царапин, концентрированного напряжения или поломки. Картон может оказаться подходящим для вакуума, поскольку у него широкая плоская поверхность, однако пористый картон может пропускать достаточно воздуха, поэтому качество уплотнения и поток вакуума важнее веса детали.
Еда вводит еще один ряд соображений. Трение, деформируемость, чувствительность поверхности, требования к гигиене и очистке могут влиять на то, подходят ли жесткие пальцы, вакуумные элементы или мягкие захватные конструкции.
Типичные эффекты, связанные с материалом-, включают:
сталь:магнитная совместимость, состояние поверхности и риск маркировки;
пластик:трение, жесткость, деформация и косметическая защита поверхности;
стекло:потенциал уплотнения, хрупкость и повреждение поверхности;
картон:пористость, утечка и структурная жесткость;
еда:гигиена, риск деформации, синяков и загрязнения;
пористые материалы:утечка вакуума и трудности с герметизацией.
Полезный пример — большая картонная коробка. Он может быть относительно легким, поэтому сам по себе вес предполагает легкий выбор. Но если плата пористая или поверхность неровная, утечка вакуума может стать основной проблемой проектирования.

Учитывайте полезную нагрузку робота
Выбор полезной нагрузки робота и конечного исполнительного органа не может рассматриваться как отдельные решения.
Робот несет не только товар. Он несет полную нагрузку на запястье, которая может включать:
захват или технологический инструмент;
монтажные пластины и адаптеры;
датчики;
устройства смены инструмента;
клапаны или вспомогательное оборудование;
кабели или шланги, масса которых влияет на движущийся узел;
сама заготовка.
Распространенной ошибкой выбора является сравнение только веса заготовки с номинальной полезной нагрузкой робота.

Оцените требования к производительности
Как только применение становится механически осуществимым, следующий вопрос заключается в том, сможет ли концевой эффектор обеспечить требуемые производственные характеристики.
Скорость, точность и время цикла взаимосвязаны, но их не следует рассматривать как взаимозаменяемые характеристики.
Скорость
Скорость конечного-эффектора превышает время открытия или закрытия, указанное в технических характеристиках захвата.
Полный комплект может включать в себя:
подход к заготовке;
открытие или позиционирование инструмента;
установление хвата;
подтверждение безопасности детали;
ускоряясь;
перемещение к месту назначения;
освобождение детали;
подтверждающий выпуск.
Различные технологии захвата приводят к различным задержкам. Вакуумной системе может потребоваться время для установления достаточного вакуума. Механический захват должен открываться и закрываться. Стратегия обнаружения может потребовать подтверждения, прежде чем движение сможет продолжиться.
Масса инструмента также косвенно влияет на скорость. Более тяжелый EOAT может ограничить агрессивное ускорение робота, поэтому установка более быстрого привода не обязательно приведет к ускорению всей ячейки.
Точность
Требуемая точность должна определяться в соответствии с поставленной задачей.
Существует несколько различных понятий, которые часто объединяют под словом «точность»:
захватывающая повторяемость;
повторяемость положения детали внутри захвата;
позиционирование робота;
конечная точность процесса.
Приложение-комиссии может допускать некоторые изменения в том, как деталь располагается в захвате, если следующая операция может это компенсировать. Точная сборка может потребовать механического расположения заготовки внутри EOAT с гораздо более высокой повторяемостью.
Аналогичным образом, гибкий захват может хорошо адаптироваться к изменениям формы продукта, но обеспечивает менее жесткое позиционирование детали, чем специальное механическое приспособление.
Поэтому правильный метод захвата зависит от того, что должно быть повторяемым: простое удержание продукта, его передача на следующую станцию или выполнение процесса с высокой-точностью.
Время цикла
Время цикла должно оцениваться на уровне системы.
Типичный цикл обработки может включать в себя:
подход → захват → подтверждение захвата → движение робота → отпускание → подтверждение отпуска → возврат
Оптимизация только одной части этой последовательности может незначительно улучшить общую пропускную способность.
Захват с более быстрым временем закрытия может не дать существенного преимущества-по времени цикла, если роботу все равно придется ждать сигнала подтверждения вакуума в другом месте процесса. И наоборот, более гибкий захват может иметь немного более медленное индивидуальное время срабатывания, но позволяет уменьшить количество смен инструмента между вариантами продукта, повышая общую эффективность производства.
Отсюда вытекает важный принцип выбора:
Более быстрый захват не создает автоматически более быструю роботизированную систему.
Соответствующим показателем является полный производственный цикл.
Например, при упаковке больших-объемов сокращение задержек при сборке и выпуске на долю каждого цикла может иметь значительную ценность, поскольку задача повторяется тысячи раз. Чрезвычайная точность позиционирования может быть менее важной.
В точной сборке приоритеты могут поменяться. Немного более длинный цикл захвата может быть приемлемым, если инструмент обеспечивает повторяемую ориентацию каждого компонента и предотвращает ошибки выравнивания последующих компонентов.
Даже если целевые показатели производительности будут достигнуты, инструмент все равно должен выжить и соответствовать реальной операционной среде.
Проверьте операционную среду
Концевой эффектор, который хорошо работает во время стендовых испытаний, все же может стать ненадежным в реальных производственных условиях. Температура, пыль, промывка, контроль загрязнения и требования к чистым помещениям могут изменить как технологию захвата, так и материалы, используемые в EOAT.
Температура
Высокие и низкие температуры могут изменить поведение многих компонентов EOAT.
Температура может влиять на:
эластомерные уплотнители;
присоски;
пластмассы;
смазочные материалы;
клеи;
датчики;
электронные компоненты.
Материал присоски, который хорошо работает при комнатной температуре, может затвердеть, размягчиться или потерять герметизирующие свойства за пределами предполагаемого температурного диапазона. Аналогичным образом, смазочные материалы и уплотнения в механических устройствах могут требовать разных характеристик для горячих и холодных сред.
Поэтому температурные пределы следует проверять для всего инструмента, а не только для робота.
Пыль и загрязнение
Пыль, стружка, порошки и другие загрязнения могут вызвать несколько различных режимов отказа.
Они могут мешать:
оптические или бесконтактные датчики;
механические скользящие поверхности;
вакуумные фильтры;
всасывающие уплотнения;
клапаны и пневматические компоненты.
В условиях механической обработки металлическая стружка может помешать правильному контакту захвата или попасть в движущиеся механизмы. При работе с пыльной упаковкой или переработкой порошков-вакуумные фильтры могут требовать более частой проверки и обслуживания.
Поэтому при проектировании EOAT следует учитывать не только возможность его работы в окружающей среде, но и то, как загрязнение влияет на интервалы технического обслуживания и долгосрочную-надежность.
Таблица сравнения конечных эффекторов роботов
В таблице ниже приведены основные категории конечных-рабочих устройств роботов и компромиссы-, которые наиболее важны при раннем выборе. Он предназначен для быстрой проверки, а не для замены-инженерной проверки конкретного приложения.
| Тип | Лучшее для | Преимущества | Ограничения | Типичные применения |
| Механические захваты | Твердые детали с определенными поверхностями захвата | Положительное механическое сцепление; контролируемая сила захвата; хорошее позиционирование детали | Могут потребоваться специальные пальцы; изменения геометрии могут потребовать переоснащения; чрезмерная сила может повредить детали | Обслуживание машин, сборка, автомобильные детали, передача компонентов |
| Вакуумные захваты Плоские или относительно гладкие поверхности | Плоские или относительно гладкие поверхности | Быстрый выбор и выпуск; простой поверхностный контакт; макеты с несколькими-чашками позволяют обрабатывать большие детали | Производительность падает на пористых, шероховатых или протекающих поверхностях; требует создания вакуума и обслуживания уплотнений | Картонные коробки, листы, стекло, панели, паллетирование |
| Магнитные захваты | Ферромагнитные детали с доступными контактными поверхностями | Сильная удерживающая сила; не требуется вакуумное уплотнение; минимальная потребность в закрытии детали | Ограничено совместимыми ферромагнитными материалами; стружка или мусор могут повлиять на контакт; остаточный магнетизм может потребовать рассмотрения | Листы стальные, штампованные детали, металлические заготовки, машинная загрузка. |
| Мягкие захваты | Хрупкие, деформируемые или нестандартные изделия | Соответствующий контакт; более низкое локализованное давление; адаптируется к изменению формы | Меньшая полезная нагрузка во многих конструкциях; одежда и гигиена могут потребовать внимания; позиционирование может быть менее жестким | Продукты питания, продукты, хлебобулочные изделия, хрупкие или нестандартные предметы. |
| Инструменты процесса | Приложения, в которых робот выполняет производственную операцию, а не обрабатывает деталь. | Обеспечивает контролируемую сварку, крепление, подачу или аналогичные процессы непосредственно на запястье робота. | Выбор зависит от точности процесса, веса инструмента, коммуникаций, прокладки кабеля или шланга и управления процессом. | Сварка, завинчивание, дозирование, герметизация, автоматизация процессов |
Распространенные ошибки при выборе EOAT
МногоОшибки выбора EOATне следует выбирать неправильную категорию технологий. Они возникают из-за слишком узкой оценки инструмента,-рассматривающей закупочную цену, номинальную полезную нагрузку или текущую геометрию детали, без учета того, как рабочий орган повлияет на всю роботизированную систему с течением времени.
Самый полезный способ оценить эти ошибки — задать три вопроса: Что упускается из виду? Какие последствия это создает? Что следует проверить вместо этого?
Игнорирование всей полезной нагрузки
Распространенной ошибкой является сравнение номинальной полезной нагрузки робота только с весом заготовки.
Робот должен нести всю движущуюся нагрузку, включая концевой эффектор, адаптеры, датчики, устройства смены инструмента, вспомогательное оборудование и саму деталь. Таким образом, инструмент может выглядеть приемлемым с учетом веса детали, но при этом создавать чрезмерную нагрузку на запястье.
Последствия могут включать в себя:
уменьшено допустимое ускорение;
более медленное движение робота;
сигналы мониторинга перегрузки или нагрузки-;
чрезмерный момент запястья или инерция;
снижение операционной рентабельности;
повышенные механические нагрузки и риск надежности.
Проблему особенно легко не заметить при использовании длинных или широких сборок EOAT. Например, большая вакуумная рама может быть не особенно тяжелой, но ее вытянутый центр тяжести может создавать значительный момент запястья.
Выбор только на основе покупной цены
Конечный эффект с более низкими-затратами не обязательно приводит к более низкой-системе автоматизации.
Цена покупки является лишь частью экономического решения. Более дешевый захват может со временем стоить дороже, если он требует более длительных циклов захвата, чаще теряет детали, быстро изнашивается или его необходимо заменять вручную при изменении формата продукта.
Возможные последствия включают в себя:
более медленные производственные циклы;
больше бракованных или выпавших деталей;
частые ремонтные работы;
более высокий расход расходных материалов;
более длительные переключения;
дополнительное участие оператора;
незапланированные остановки производства.
Например, экономия денег на менее адаптируемом захвате может показаться привлекательной при первоначальной покупке. Однако если линия ежедневно меняет несколько размеров продукции, повторная ручная переоснастка может быстро стать дороже, чем первоначальная разница в оснастке.
Забывание требований к техническому обслуживанию
Конечные эффекторы — это рабочие устройства, а не статические приспособления. Компоненты, которые контактируют с продуктом или перемещаются в каждом цикле, со временем изнашиваются, загрязняются или требуют регулировки.
Требования к техническому обслуживанию различаются в зависимости от технологии. Типичные элементы обслуживания могут включать в себя:
замена присоски;
вакуумные фильтры;
уплотнения и уплотнительные-кольца;
механические пальцы и контактные площадки;
подшипники или компоненты скольжения;
датчики;
пневмотрубки;
кабели и разъемы.
Ошибка не в том, чтобы просто забыть об износе этих компонентов. Ячейки сконструированы таким образом, чтобы их было трудно осмотреть или заменить.
Например, присоска может быть недорогой, но ее замена становится проблематичной, если обслуживающему персоналу приходится снимать ограждение, отключать несколько инженерных коммуникаций или разбирать всю станину инструментов, чтобы добраться до нее.
Примеры применения
Самый полезный способ понять выбор конечного-рабочего органа робота — посмотреть, как реальные производственные условия меняют это решение. В одной и той же отрасли может использоваться несколько разных типов EOAT, поскольку правильный выбор зависит от конкретной задачи, заготовки, робота и производственной цели.
Автомобильная промышленность: передача листового металла
Рассмотрим линию штамповки, на которой робот передает сформированные стальные панели между операциями.
Заготовка обычно представляет собой относительно большой-компонент из листового металла с ограниченной жесткостью, большой площадью поверхности и геометрией, которая может меняться в зависимости от модели автомобиля. Приложение также требует быстрых циклов, поскольку скорость передачи напрямую влияет на производительность печатной линии.
Двумя распространенными вариантами являются вакуумный и магнитный захват.
Вакуумная система может подойти, если панель имеет доступные поверхности, позволяющие надежно герметизировать присоски. Несколько чашек могут распределить удерживающую силу по детали и уменьшить локальную деформацию.
Магнитный концевой эффектор может быть предпочтительнее, если панель изготовлена из совместимого ферромагнитного материала и геометрия поверхности затрудняет вакуумную герметизацию. Магнитный захват также может снизить зависимость от качества уплотнения присоски.
Таким образом, выбор зависит не только от того факта, что деталь металлическая. Инженерам необходимо учитывать:
является ли материал ферромагнитным;
доступная вакуумная или магнитная контактная площадка;
отверстия, изгибы, покрытия или загрязнение поверхности;
жесткость панели;
комбинированная оснастка и полезная нагрузка деталей;
ускорение при передаче.
Ключевым предостережением является предположение, что большая и легкая панель создает приложение с низкой-нагрузкой. Широкие рамы инструментов и высокоскоростное-движение робота могут создавать значительный момент и инерцию запястья, даже если сама панель относительно легкая.
Электроника: прецизионное завинчивание
При сборке электроники рассмотрим робота, устанавливающего винты в корпус или узел устройства.
Здесь конечный эффектор не занимается в первую очередь работой с продуктом. Выполняется процесс крепления. Таким образом, подходящий EOAT представляет собой автоматизированный инструмент для завинчивания, а не обычный захват.
Основными требованиями обычно являются точное позиционирование инструмента, повторяемость зацепления винта, контролируемый момент затяжки и надежная подача винта. Робот должен приближаться к каждой точке крепления в правильной ориентации, в то время как концевой исполнительный орган для завинчивания винтов контролирует фактическую операцию крепления.
Это приложение также может потребовать внимания к:
небольшие размеры элементов;
ограниченный зазор вокруг мест расположения винтов;
контроль крутящего момента и глубины;
винт-присутствует обнаружение;
силы реакции;
прокладка кабелей и фидеров.
В зависимости от продукта и производственной среды на конструкцию инструмента также могут влиять требования к электростатическим-разрядам, совместимость с чистыми помещениями или требования к загрязнению.
Главное предостережение – рассматривать точность позиционирования как характеристику,-только робота. Даже если робот неоднократно достигает запрограммированной точки, люфт в инструменте, плохое выравнивание винтов или несоответствующее расположение детали все равно могут привести к перекосу-резьбы или неудачному креплению.
Продукты питания: обработка деликатных хлебобулочных изделий
Представьте себе робота, перекладывающего мягкие хлебобулочные изделия с конвейера в лотки или упаковку.
Заготовка может незначительно отличаться по размеру и форме от одной детали к другой, а чрезмерная локализованная сила захвата может деформировать изделие или оставить видимые следы. В то же время любой инструмент, контактирующий с пищевыми продуктами, может нуждаться в частой чистке и гигиенической эксплуатации.
Мягкий или гибкий захват может подойти, поскольку он соответствует вариациям продукта и распределяет контактное давление на большую площадь. Это может снизить риск раздавливания или образования пятен по сравнению с жесткими пальцами.
В некоторых случаях упаковки-пищевых продуктов лучше использовать вакуумный захват. Запечатанная упаковка с широкой гладкой поверхностью ведет себя совсем иначе, чем неупакованный мягкий продукт.
Таким образом, выбор зависит от таких факторов, как:
деформируемость изделия;
приемлемое контактное давление;
изменение формы;
экспонированный продукт по сравнению с упакованным;
требования к-контакту с пищевыми продуктами;
процедуры мойки и очистки.
Ключевым предостережением является оптимизация только для мягкого захвата. Захват для пищевых продуктов также должен быть удобным в чистке, проверке и обслуживании. Конструкция с высокими требованиями к требованиям, которая задерживает остатки продукта или которую трудно мыть, может создать более серьезную производственную проблему, чем та, которую она решает.
Логистика: обработка смешанных картонных коробок и посылок
Логистическая ячейка представляет собой другую задачу: разнообразие продуктов.
Представьте себе робота, который разгружает, сортирует или укладывает на поддоны коробки и посылки разных размеров. В течение одной смены система может видеть широкий спектр артикулов, упаковочных материалов, состояния поверхности и веса.
Для обычных картонных коробок с достаточно гладкой поверхностью вакуумный захват может обеспечить быстрый захват и освобождение при относительно простом контакте. Многозонная вакуумная конструкция иногда позволяет использовать коробки разных размеров, не требуя специального инструмента для каждого артикула.
Для более широкого спектра жестких и нестандартных посылок может быть предпочтительнее адаптивная или более гибкая концепция захвата.
Важными требованиями являются не только сила захвата, но и:
изменение размеров упаковки;
пористость картона;
поврежденные или неровные поверхности;
пропускная способность;
обнаружение успешных пиков;
возможность восстановления после неудачного выбора;
будущие изменения в ассортименте SKU.
Распространенной ошибкой является проектирование инструмента только на основе самой большой или самой распространенной коробки. Это может привести к ухудшению производительности обработки, когда в систему попадают более мелкие, пористые, поврежденные или нестандартные упаковки.
Для автоматизации логистики смешанных-артикулов лучшим роботизированным захватом часто является тот, который сочетает в себе надежность обработки и достаточную гибкость, позволяющую сократить количество ручных переналадок и переоснастки.
Главное предостережение – включить в проект системы обработку неудачных-выборов. Захват, успешно справляющийся с 98% идеальных картонных коробок, все равно может создавать неприемлемые сбои, если система управления не может эффективно обнаруживать и устранять оставшиеся неисправности.
В этих случаях правильный инструмент определяется не столько отраслевой маркировкой, сколько конкретной деталью, процессом, роботом и производственным объектом.
Заключение
Правый концевой эффектор — это не просто самый мощный, быстрый или самый продвинутый вариант. Это тот, который соответствуетзаготовка, ограничения робота, производственная цель, операционная среда и экономика жизненного циклаприложения.
Прежде чем выбрать поставщика или завершить проектирование оснастки, задокументируйте ключевые требования к применению:
вес детали, размеры, геометрия и материал
полезная нагрузка робота, центр--тяжести, момент и пределы инерции
необходимое время цикла и производительность позиционирования
экологические или гигиенические требования
ожидаемый продукт и вариация SKU
ожидания по техническому обслуживанию и перенастройке.
Определив эти входные данные, варианты EOAT можно сравнивать по техническим характеристикам, а не только по каталожным характеристикам или покупной цене.
Не можете найти то, что вам нужно?
Пожалуйста, поделитесь информацией о своем продукте, продолжительности производственного цикла, планировке завода и требованиях к процессу. Мы ответим полным решением в течение 24 часов.
