Мы можем думать, что производство происходит за кулисами, но это неправильный взгляд. С другой точки зрения, цепочки поставок и инфраструктура поддержки производства являются сердцем современной жизни.
Благодаря робототехнике и автоматизации производство оказалось в центре инженерной революции. Робототехника особенно важна сегодня, учитывая количество вакантных рабочих мест в промышленности и компании, стремящиеся к конкурентному преимуществу в условиях глобализации.
Коллаборативные роботы (коботы) и автоматизированные роботизированные руки могут использовать различные типы инструментов в зависимости от области применения и желаемого результата. Одно из различий, которое стоит понимать, — это пневматические и электрические инструменты на конце руки (EOAT). Это инструменты на конце манипуляционной руки робота, которые используются для взаимодействия с материалами и заготовками.
Почему это важно?
Робототехника — не скучный предмет, но если вы еще не работаете в сфере робототехники, производства или автоматизации, возможно, придется повозиться, чтобы заставить вас задуматься о терминальном оборудовании.
Достаточно сказать, что современные промышленные роботы не могут поднимать, переносить, поворачивать, резать, высекать, измерять, тестировать или выполнять многие другие задачи без специального инструмента.
Типичные примеры инструментов конечного действия включают в себя:
- Сварщики
- Захваты
- Лазерные резаки
- Измерительные инструменты
- Инструменты для удаления материала
- Датчики удара и крутящего момента
- Присоски или электромагнитные подъемники
Помимо инструментов для резки, шлифовки или полировки, роботизированные манипуляторы могут использовать EOAT для проведения испытаний, калибровок или проверок. EOAT дают роботам возможность выполнять задачи, которые мы им поручаем, и поддерживают растущее число роботизированных платформ и приложений.
Ниже мы подробнее рассмотрим плюсы и минусы пневматических и электрических EOAT.
Пневматический EOAT: преимущества и недостатки
Без правильного инструментария конечной части руки промышленный робот не может выполнять поставленные перед ним задачи. Существует также много проблем с точки зрения бизнеса.
Прежде всего, это пневматика. Пневматические EOAT — это первый выбор инженеров-робототехников. Но каковы конкретные преимущества? С одной стороны, пневматические EOAT имеют высокое соотношение мощности к размеру по сравнению с другими вариантами. В результате их легче устанавливать в определенные шасси робота или промышленные рабочие зоны. Компаниям, обеспокоенным начальными расходами, также может быть выгоднее использовать более привычные пневматические приводы и EOAT. Уравнение выходит за рамки этого, но использование пневматических EOAT может облегчить управление первоначальными расходами.
Пневматическое управление идеально подходит для эффективных установок, где форма и размер заготовки не меняются так часто. Многие пневматические EOAT могут обрабатывать или управлять только одним типом детали.
Однако пневматические EOAT не лишены недостатков. Сейчас они являются предпочтительным выбором, но у них есть существенные недостатки, которые могут привести к их изъятию из производства в пользу их электрических аналогов в ближайшие годы.
В некоторых случаях эти недостатки легче устранить, но их все равно стоит учитывать, когда компании рассматривают этот вариант:
- Менее развитая программируемость: пневматические зажимы и другие пневматические инструменты с конечным рычагом предлагают простые функции открытия и закрытия по сравнению с более программируемыми электрическими EOAT.
- Ограниченный контроль над хватом: электрическая рукоятка EOAT гораздо более настраиваема, хотя пневматические варианты могут обеспечивать базовый контроль хвата путем изменения давления.
- Требуется сжатый воздух: EOAT требуют постоянного использования сжатого воздуха, что увеличивает их текущие эксплуатационные расходы.
- Возможное ухудшение качества из-за смазочных материалов: загрязняющие вещества в системах сжатого воздуха могут представлять угрозу для некоторых особенно деликатных продуктов, таких как продукты питания, в зависимости от области применения.
Электрический EOAT: плюсы и минусы
Инженерное сообщество все чаще рассматривает электрические инструменты с конечным рычагом как логичную альтернативу пневматическим механическим инструментам с рычагом. Хотя они могут обеспечивать многие из тех же функций, электрические приводы и EOAT гораздо более гибки в некоторых ключевых отношениях.
Вот преимущества электрических инструментов:
- Лучшая программируемость и контроль: моторизованный EOAT предоставляет пользователю значительный и программируемый контроль над позиционированием, усилием инструмента, расстоянием перемещения и скоростью перемещения. Эти функции имеют важное значение, когда размеры материала, продукта или детали регулярно меняются.
- Простая система и настройка: Преимущество использования электрического EOAT заключается в устранении воздушных компрессоров и связанных с ними циклов обслуживания и замены. Относительная простота электрических приводов и EOAT привлекательна для организаций с ограниченным инженерным персоналом.
- Более легкое управление при более низком давлении: Как упоминалось ранее, пневматические инструменты обеспечивают только базовое управление давлением. При более низком давлении трудно получить полезную силу от инструмента. Электрические варианты устраняют этот недостаток, обеспечивая сцепление даже во время деликатных операций.
- Менее строгие требования к пространству: поскольку пневматические элементы управления в любой момент времени полностью открыты или закрыты, для них, как правило, требуется больше амортизации пространства в целях безопасности при использовании более мелких деталей.
Один из немногих недостатков моторизованных EOAT, таких как зажимы, заключается в том, что, как уже обсуждалось, они обычно дороже своих пневматических аналогов. Пневматические компоненты могут быть дешевле в первый день, но их эксплуатационные расходы (включая подачу сжатого воздуха) могут повлиять на рентабельность инвестиций. Напротив, электрические EOAT могут стоить дороже в первый день, но расходы на техническое обслуживание ниже.
Такой компромисс между затратами и выгодами от моторизации стоит учитывать компаниям, желающим инвестировать или реинвестировать в промышленных роботов.
Выбор электрических и пневматических инструментов для работы на конце руки
Существуют и другие способы, которыми предполагаемое применение влияет на ваш выбор конечной руки инструмента. Например, все меньше и меньше пневматических захватов и воздушных инструментов уже оснащены датчиками обнаружения зажима. Моторизованные EOAT можно легче интегрировать в развивающуюся инфраструктуру IoT (Интернет вещей) компании для сбора данных.
В конечном итоге, электрические приводы и инструменты могут оказаться более масштабируемым вариантом для более экономичного, экологичного будущего распределенного, многономенклатурного, крупносерийного и доступного производственного оборудования.