Un gripper folosit la roboți funcționează de obicei prin metode de prindere mecanică, cu vid sau magnetică. Această secțiune va prezenta aceste trei tipuri de prindere și ghidul de selecție a acestora.

Grippere mecanice

Gripperele mecanice prind obiectele prin forțele de strângere exercitate de degete. Conform metodelor de acționare, gripperele mecanice pot fi împărțite în continuare în grippere electrice și grippere pneumatice.

Grippere electrice : Gripperele electrice folosesc motoare pentru a-și pune degetele în mișcare. Avantajele sunt că viteza și poziția pot fi controlate cu ușurință. Efectorii finali electrici adaptivi sunt o alegere bună pentru multe aplicații, cum ar fi culesul din coș, manipularea, servirea mașinilor și multe altele. Unele grippere electrice comerciale sunt prezentate în Fig. 1.

Grippere pneumatice: Gripperele pneumatice folosesc aer pentru a acționa degetele. De obicei, aerul comprimat este forțat printr-un piston pentru a-l face să se miște. Această mișcare poate fi paralelă sau unghiulară (Fig. 2).

Mecanismele de transmitere a mișcării gripperelor mecanice vor fi discutate în detaliu în secțiunea „Mecanisme de transmisie”.

Grippere cu vid

Gripperele cu vid (Fig. 3) folosesc forța vidului pentru a ține obiecte. Acest tip de prindere va oferi o manevrare bună dacă suprafața obiectului este netedă, plată și curată. Performanța sa depinde de proprietățile suprafeței obiectului de prins.

Ca dispozitiv de prindere sunt folosite ventuze de aspirație, cunoscute și sub denumirea de ventuze. In general, ventuzele sunt de formă rotundă. Aceste ventuze sunt realizate din cauciuc sau din alte materiale elastomerice. Uneori, este și din materiale plastice moi.

Gripperele cu vid sunt utilizate în mod obișnuit în industria grea, liniile de asamblare de automobile și producția de discuri compacte. De asemenea, sunt folosite în industria ambalajelor pentru etichetare, sigilare, îmbuteliere și fabricarea cutiilor.

Gripper magnetic

Gripperul magnetic este cel mai frecvent utilizat într-un efector final pentru prinderea materialelor feroase. Poate fi clasificat în două tipuri comune, și anume, prinderi magnetice cu electromagneți și magneți permanenți.

Electromagneți: Gripperele electromagnetice (Fig. 4) includ o unitate de control și o sursă de alimentare DC pentru manipularea materialelor. Acest tip de prindere este ușor de controlat și foarte eficient în eliberarea piesei la sfârșitul operațiunii. Pentru a reduce magnetismul rezidual asupra piesei, nivelul de polaritate este minimizat de unitatea de control înainte ca electromagnetul să fie comutat off pentru a elibera piesa.

Magneți permanenți: Spre deosebire de prinderea pe bază de electromagneți, gripperele pe bază de magnet permanent nu necesită nicio putere externă pentru manipularea materialelor (Fig. 5). După ce gripperul apucă o piesă, este necesar un dispozitiv suplimentar numit știft de împingere stripper pentru a separa piesa de magnet. Acest dispozitiv este încorporat pe partea laterală a gripperului.

Avantajul acestui gripper pe bază de magnet permanenți este că poate fi folosit în medii periculoase și în aparate rezistente la explozie, deoarece nu există alimentare electrică și potențiale scântei electrice.

În afară de faptul că sunt simple și de întreținere redusă, alte avantaje includ nicio eliberare accidentală a piesei din cauza căderilor de curent.

Selectarea gripperelor

Gripperele sunt o parte integrantă cheie a automatizării robotizate și, pentru a asigura succesul general al proiectelor de automatizare, alegerea gripperului potrivit este esențială. Din perspectiva procesului și a piesei, trebuie să se țină cont de următorii factori tehnici atunci când se alege gripperul potrivit.

• Sarcina: sarcinile care trebuie îndeplinite de un robot determină adesea tipul de gripper. O cerință de încărcare/descărcare foarte rapidă va favoriza gripperele cu vid sau magnetice, dar un proces mai lent va favoriza gripperele mecanice pentru acuratețe.

• Durata ciclului: Durata ciclului pentru proces va determina viteza necesară pentru deschiderea și închiderea gripperului, care la rândul său, va determina accelerația. Accelerația maximă posibilă a robotului este determinată de sarcina utilă finală, care este suma totală a greutății de prindere și greutatea piesei. O greutate mai mare a gripperului înseamnă că robotul are o capacitate de transport redusă a pieselor.

• Nevoie de precizie: Pentru lucrările de asamblare care necesită precizie ridicată, un gripper mecanic, acţionat de servomotoare electrice, ar fi ideal. Procesele de sortare a pieselor vor necesita adaptabilitate gripperului în ceea ce privește dimensiunea și poziționarea pieselor, ceea ce poate fi îndeplinit prin alegerea unui gripper mecanic cu servocontrol.

• Cerința de mediu: Există o gamă diversă de medii industriale în care funcţionează efectorii finali şi acest lucru afectează selecţia. În industria alimentară și farmaceutică, de exemplu, gripperele acționate hidraulic sunt interzise deoarece există riscul de scurgere de ulei și contaminare. În multe industrii cu camere curate, nu sunt recomandate gripperelor cu vid și pneumatice, deoarece pot crea un flux de aer turbulent și pot agita particulele de praf. Gripperele utilizate în medii dure, cum ar fi turnătorii, prelucrarea și sudarea sunt expuse la murdărie și particule, așa că trebuie proiectate cu caracteristici de protecție. Mediile corozive sau toxice din industriile nucleară sau chimică necesită, de asemenea, considerații speciale pentru a asigura fiabilitatea gripperelor și utilizarea în siguranță.

• Forța de strângere: Calculul forței de strângere trebuie să ia în considerare greutatea piesei, accelerația maximă în timpul procesului, frecarea suprafeței și solicitările maxime suportate de piesă și de gripper.

• Piese: Cunoașterea piesei care trebuie manipulată este esențială pentru a determina ce gripper trebuie utilizat. Principalii factori sunt:

– Dimensiune: Cu excepția gripperelor cu vid și magnetice, toate celelalte grippere trebuie să prindă piesele cu o mișcare de închidere paralelă sau unghiulară. Aceasta înseamnă că, cu cât piesa este mai mare, cu atât degetele de prindere necesită mai multă atingere. Gripperul trebuie să aibă suficientă întindere pentru a manipula piesele, dar nu în exces, deoarece degetele mai lungi necesită un cuplu mai mare asupra dispozitivului de acționare a sculei și a robotului.

– Forma: forma unui obiect va determina tipul de apucare. Suprafețele plate pot fi manevrate cu ajutorul gripperelor de tip vid sau magnet, în timp ce alte forme vor fi manipulate de fălci, gheare sau degete multiple. Atunci când utilizați prinderi înglobate sau cu vârful degetelor, trebuie luată în considerare atingerea degetelor.

– Greutate: Pentru a asigura o prindere fermă, un gripper trebuie să aibă suficientă forță pentru a rezista forțelor inerțiale și dinamice generate din cauza greutății piesei și a mișcării în timpul procesului. Un proiectant nu poate folosi pur și simplu forța maximă de strângere, deoarece poate apărea deteriorarea piesei sau a gripperului.

– Tipul suprafeței: tipul de textură și rugozitatea suprafeței este un factor important în estimarea frecării. La rândul său, frecarea este folosită ca intrare pentru forța de apucare.