Używanie odpowiednio dobranych chwytaków (gripperów) przy robotach przemysłowych, w branży opakowań, pozwala usprawnić wiele procesów produkcyjnych i działań aplikacji. Zwiększają one w efekcie elastyczność i stabilność produkcji. Inną zaletą robotów wyposażonych w chwytaki jest możliwość wykonywania bardziej obciążających lub nawet potencjalnie niebezpiecznych prac, z którymi człowiek mógłby sobie nie poradzić. Chwytaki są w stanie obecnie przenosić znacznie większe ładunki, niż w przeszłości. Dodatkowo, można je łatwiej, taniej i szybciej dostosować do indywidualnych potrzeb klienta, zwłaszcza dzięki technologii drukowania 3D.
W czym pomagają chwytaki i do czego są używane?
Głównym zadaniem chwytaka jest podniesienie produktu/przedmiotu oraz przytrzymywanie go nieruchomo. Chwytak można modyfikować, w celu obsługi kilku różnych produktów oraz wielu rozmiarów. O przydatności chwytaka decyduje ostatecznie produkt lub przedmiot, który ma być obsługiwany a także bardziej szczegółowe właściwości takie jak: materiał, kształt, wymiary, waga i środek ciężkości.
Oprócz chwytaków, które muszą zagwarantować utrzymanie jakości obsługiwanego produktu , istotne jest również otoczenie robota. Przestrzeń musi być jak najmniej skomplikowana. Chwytak i ramię robota, do którego jest przymocowany, muszą mieć możliwość wykonywania swoich zadań bez kolizji z pracownikami, innymi urządzeniami, produktami czy kartonami, które zostały już wcześniej umieszczone na paletach. Praca musi być w pełni bezkolizyjna.
Grippery pneumatyczne i elektryczne
Chwytaki można podzielić na dwie główne kategorie: pneumatyczne i elektryczne (obie z kilkoma podgrupami). Chwytaki pneumatyczne pozostają najbardziej powszechnymi, z kolei elektryczne stają się coraz bardziej precyzyjne i wydajne.
Najważniejsze cechy konstrukcyjne
Aby chwytak mógł bezpiecznie wykonywać swoją pracę, niektóre cechy konstrukcyjne mają szczególne znaczenie. Chwytak powinien:
- być jak najlżejszy…
- … ale jednocześnie solidny i stabilny, ponieważ nie może zginać się ani drgać z powodu ciężaru, który przenosi.
- odbierać produkty różnego typu i rozmiaru.
- być w pełni bezpieczny, w trybie współpracy (praca bez specjalnego ogrodzenia). Używanie próżni (lub przyssawek) jest bezpieczniejszym rozwiązaniem, w porównaniu do ruchomych części mechanicznych.
- nie powinien posiadać ostrych krawędzi. W celu zmniejszenia ryzyka uszkodzenia produktu przez ostre końce chwytaka – można stosować miękką piankę.
- im większy chwytak, tym większa jego siła i dłuższy czas ruchu do najdalszego punktu pracy, licząc od podstawy robota. Oznacza to, że bardzo duże chwytaki (o rozmiarach paletowych i używane do podnoszenia międzywarstw), będą musiały poruszać się wolniej niż te mniejsze.
Zapewniając płynny czas przezbrojenia
Konstrukcja chwytaka powinna być jak najbardziej elastyczna, aby umożliwić obsługiwanie produktów o różnych kształtach. Innowacyjna konstrukcja, w tym inteligentnie zaprojektowany punkt poboru (pick point), może umożliwiać wiele operacji pick-and-place o wysokim stopniu elastyczności.
Jeśli potrzebna jest całkowita wymiana chwytaka, projekt powinien zawierać narzędzia do szybkiego jej przeprowadzenia, aby zaoszczędzić cenny czas produkcji. Najlepsze konstrukcje pozwalają operatorom łatwo dokonać wymiany, a nawet przeprowadzać ją przez samego robota.
Chwytaki w przemyśle spożywczym i elektronicznym
Grippery można stosować w każdym środowisku produkcyjnym, w którym istnieje potrzeba podnoszenia, przechwytywania i umieszczania produktów w określonym miejscu. Różne branże mogą mieć jednak szczególne wymagania co do higieny i bezpieczeństwa pracy, dotyczące zarówno chwytaków, jak i robotów. Dwa sektory, w których wymagania te są szczególnie restrykcyjne to przemysł spożywczy i elektroniczny. W przypadku elektroniki, chwytaki muszą spełniać określone wymagania dotyczące wyładowań elektrostatycznych, aby wyeliminować ryzyko uszkodzenia wrażliwych produktów.
W przemyśle spożywczym natomiast, stosowane są różne standardy higieny dla chwytaków i robotów, w zależności od ich miejsca, w procesie produkcyjnym. Zależy, czy roboty i chwytaki mają bezpośredni kontakt z żywnością podczas jej przygotowywania, są zaangażowane w pakowanie, lub czy mają styczność tylko z zapakowaną żywnością, zamkniętą w szczelnym opakowaniu.
Kilka słów o przepisach UE
Unia Europejska wydaje wiele dyrektyw, które dotyczą państw członkowskich. Każdy aspekt maszyn, wykorzystywanych w procesach produkcji przemysłowej, ma specjalne wytyczne. Chwytaki muszą być zgodne z dyrektywą maszynową 2006/42/WE i spełniać wymagania dla konkretnej maszyny, na której zostaną zainstalowane.
Przepisy dotyczące maszyn różnią się w zależności od tego, czy są to maszyny kompletne, czy maszyny częściowo ukończone (zgodnie z 2006/42/WE). Te pierwsze są urządzeniami gotowymi do użycia i w 100% zgodnymi z dyrektywą maszynową. Muszą posiadać certyfikat CE a producent musi dostarczyć deklarację zgodności. Częściowo ukończona maszyna wymaga uzupełnienia dodatkowymi częściami i urządzeniami oraz może – ale nie musi – spełniać wymagania dyrektywy maszynowej. Dyrektywa maszynowa 2006/42/WE nie wymaga certyfikacji CE, ale producent musi dostarczyć deklarację włączenia a także instrukcje dotyczące korzystania z maszyny nieukończonej, wraz z innymi maszynami i urządzeniami, w celu uzyskania kompletnej maszyny. Pomimo to, że są tylko częściowo ukończonymi maszynami, chwytaki mogą nadal posiadać certyfikat CE, ponieważ mogą nadal pozostawać zgodne z innymi dyrektywami, takimi jak np. EMC 2014/30/UE.
Standardy UE są restrykcyjne, dlatego firmy, które je przestrzegają – bardzo często pośrednio spełniają już odpowiednie normy azjatyckie i amerykańskie.
Druk 3D otwiera wiele nowych możliwości
Elastyczność i szybkość drukowania 3D zapewnia możliwość tworzenia rozwiązań, dzięki którym można sprostać różnym, często bardzo specyficznym, wymaganiom klientów – w przystępnej cenie. W kontekście chwytaków, drukowanie 3D jest bardzo przydatne do tworzenia osłon ochronnych i podobnych środków osłaniających robota. Chociaż same urządzenia nie są wykonane przy użyciu druku 3D, w ten sposób można wytwarzać różne komponenty, które pomagają robotom w ich pracy.
Jeszcze większą zaletą jest możliwość tworzenia obiektów o bardzo niestandardowych kształtach i rozmiarach, do wykorzystania w różnorodnym celu. Chociaż można było to z pewnością osiągnąć przed wprowadzeniem druku 3D, był to proces znacznie droższy i bardzo czasochłonny. Niewątpliwie bardzo korzystna jest łatwość, z jaką możemy aktualnie wyprodukować w ten sposób komponenty o niestandardowych wymiarach a także różnego rodzaju prototypy, przydatne w pracy.
W przyszłości możemy spodziewać się, że chwytaki będą jeszcze bardziej zaawansowane i zróżnicowane. Oczekiwania klientów co do zakresu i rodzaju produktów, jakie mogą być obsługiwane przez roboty wyposażone w chwytaki, stale rosną. Jest również prawdopodobne, że wkrótce zostaną wykonane ze znacznie lżejszych materiałów. Aluminium i stal są obecnie dwoma najczęściej stosowanymi materiałami w produkcji chwytaków. Prawdopodobne jest jednak to, że w niedalekiej przyszłości zobaczymy chwytaki, wykonane z innych materiałów – lżejszych, jeszcze bardziej wytrzymałych i ergonomicznych.
Dodaj komentarz