Guida alla selezione dell'effettore finale del robot: come scegliere l'EOAT giusto

A effettore finale del robotè il dispositivo montato all'estremità di un braccio robotico che interagisce direttamente con un pezzo, uno strumento o un processo. Solitamente è collegato al polso del robot, dove esegue il compito fisico che il robot intende automatizzare. Un modo utile per comprendere la relazione è semplice:il robot fornisce il movimento; l'effettore finale esegue il compito.

Il braccio del robot posiziona e sposta l'attrezzatura nello spazio, mentre l'effettore finale esegue l'operazione vera e propria. A seconda dell'applicazione, tale operazione può comportare:

 afferrare o trattenere una parte

 spostare o trasferire un oggetto

 saldatura

 erogazione di adesivo, sigillante o altro materiale

 avvitamento o fissaggio

 ispezionare una parte o una superficie

 

Questo è il motivo per cui un effettore finale non deve essere inteso solo come un dispositivo per raccogliere oggetti. La presa è una funzione comune, ma gli effettori finali dei robot possono supportare sia le operazioni di movimentazione dei materiali-che i processi di produzione.

Ad un livello elevato, gli effettori finali possono quindi essere visualizzati in due grandi gruppi:strumenti di manipolazione, che manipolano parti o prodotti, estrumenti di processo, che eseguono un'operazione come saldatura, erogazione, fissaggio o ispezione.

Quando si confronta uneffettore finale vs pinza, la differenza principale è la portata. Una pinza è un tipo di effettore finale, mentre il termine effettore finale copre una gamma molto più ampia di strumenti robotici.

Le pinze sono progettate principalmente per afferrare, trattenere, posizionare o spostare oggetti. Ad esempio, un robot può utilizzare una pinza per prelevare un componente da un trasportatore, trattenerlo durante l'assemblaggio o trasferirlo tra macchine.

Altri effettori finali eseguono compiti che non implicano affatto la presa. Una torcia di saldatura può essere un effettore finale del robot. Lo stesso vale per una testa di erogazione, un utensile da taglio, un cacciavite, un sensore di ispezione o un altro dispositivo-specifico per un'attività.

Il rapporto può essere riassunto chiaramente:

Tutte le pinze sono effettori finali, ma non tutti gli effettori finali sono pinze.Questa distinzione è utile anche nella valutazione dei fornitori. A seconda del produttore o della categoria del prodotto, apparecchiature simili possono essere descritte come apinza, effettore finale, EOAT, Outensileria robotica. La terminologia non viene sempre utilizzata in modo coerente nelle pagine dei prodotti, quindi gli acquirenti dovrebbero concentrarsi sulla funzione e sulla configurazione dell'apparecchiatura piuttosto che sulla sola etichetta. Le pinze sono una categoria di effettori finali.EOATè un altro termine che i lettori incontreranno spesso durante la ricerca di strumenti robotici.

EOAT significa End-of-Arm Tooling.Nella robotica industriale, il termine è spesso usato più o meno allo stesso modo di effettore finale del robot, in particolare quando si fa riferimento all'attrezzatura installata sul polso del robot per eseguire un'attività di produzione.

I termini si sovrappongono fortemente nella pratica, quindi non dovrebbero essere trattati come concetti completamente separati. Tuttavia,EOATa volte può descrivere un insieme di utensili più ampio piuttosto che un singolo dispositivo.

Ad esempio, un assieme EOAT completo del robot può includere:

 una pinza o uno strumento di processo

 staffe di montaggio

 sensori

 cambiautensili

 dispositivi di conformità

 collegamenti pneumatici, elettrici o di altro tipo

In questo contesto, la pinza stessa può essere l'effettore finale primario, mentre il pacchetto EOAT completo include i componenti di supporto necessari per montarla, controllarla e azionarla. Comprendere questa terminologia semplifica il confronto degli strumenti robotici tra fornitori e applicazioni senza confondere uno specifico dispositivo di presa con la categoria più ampia di apparecchiature di estremità-del-braccio.

Sebbene le pinze siano gli effettori finali più familiari, costituiscono solo una categoria. Una volta chiara la terminologia, la domanda successiva è quali tipi di effettori finali sono disponibili.

Il principaletipi di effettori finali dei robotpossono essere divisi in due grandi gruppi:presa e movimentazione degli effettori finali, che trattengono o muovono i pezzi, eeffettori finali del processo, che eseguono direttamente le operazioni di produzione.

La categoria giusta dipende meno da come viene chiamato l'utensile e più da come interagisce con il pezzo o il processo. Un confronto utile quindi considera come funziona ciascun effettore finale, quali tipi di parti si adattano, dove funziona bene e quali limitazioni devono essere prese in considerazione.

Strumenti di saldatura

Una torcia di saldatura può funzionare come effettore finale del robot quando è montata sul polso del robot e spostata lungo un percorso di saldatura programmato. La saldatura robotizzata è ampiamente utilizzata laddove la posizione ripetibile della torcia, la velocità di spostamento e l'orientamento sono importanti, in particolare nella produzione automobilistica e nella fabbricazione generale dei metalli.

Strumenti di avvitamento

Un'unità di avvitatura automatizzata è un altro strumento comune di processo robotico. Il robot posiziona il cacciavite nel punto di fissaggio, mentre l'effettore finale esegue l'operazione di inserimento e serraggio della vite. Questi sistemi sono particolarmente adatti per assemblaggi ripetitivi in ​​cui è necessario controllare la posizione e la coppia di fissaggio. Le applicazioni possono includere elettronica, produzione di elettrodomestici, sottoassiemi automobilistici e assemblaggio di prodotti in generale.

Strumenti di erogazione

Un effettore finale di erogazione applica una quantità controllata di materiale come adesivo, sigillante, grasso, lubrificante o un altro fluido di processo. Il robot controlla il percorso di erogazione mentre l'attrezzatura regola l'erogazione del materiale. Ciò rende l'erogazione robotizzata utile per applicazioni che richiedono un posizionamento ripetibile del cordone, un volume costante o una copertura controllata su percorsi complessi.

Per quanto riguarda la saldatura, l'avvitamento e l'erogazione, il punto chiave è lo stesso:l'attrezzatura di processo viene selezionata in base ai requisiti dell'operazione, non in base alla forza di presa.Il peso dell'utensile, il percorso di cavi e tubi flessibili, il controllo del processo, la precisione, i servizi e l'accesso per la manutenzione possono diventare tutti fattori di progettazione primari.

Diversi effettori finali risolvono compiti diversi. Ma il tipo di effettore finale-da solo non è sufficiente per effettuare una selezione; la scelta finale dipende dallo specifico pezzo e dalle esigenze produttive.

Quando si consideracome scegliere un effettore finale del robot, la domanda iniziale sbagliata è spesso: quale pinza è la migliore?

Non esiste una pinza o un EOAT universalmente migliore. L'approccio migliore è iniziare con l'applicazione e restringere le opzioni in una sequenza fissa:

 comprendere il pezzo

 verificare che il robot possa trasportare il sistema di utensili completo

 definire le prestazioni produttive richieste

 controllare l'ambiente operativo.

Questo ordine è importante. Una pinza può sembrare adatta in base alle specifiche del catalogo ma non funzionare comunque perché la superficie della parte perde vuoto, il centro di gravità dell'utensile supera i limiti del polso del robot o il tempo di ciclo richiesto non può essere raggiunto una volta inclusi i ritardi di presa e rilascio.

Un praticoSelezione dell'EOATil processo inizia quindi con la parte e prosegue verso il robot e il sistema di produzione.

Il pezzo è solitamente il primo filtro nella selezione dell'effettore finale. Il peso, le dimensioni, la forma, il materiale, le condizioni della superficie e la variabilità determinano quali principi di presa siano realistici prima ancora che vengano prese in considerazione le specifiche del robot.

Peso

Il peso della parte determina la forza di tenuta minima che l'effettore finale deve generare, ma il peso statico stampato su un disegno è solo il punto di partenza.

L'utensile deve trattenere la parte mentre il robot accelera, decelera, cambia direzione ed eventualmente ruota il carico. Queste forze dinamiche possono essere superiori alla forza richiesta semplicemente per mantenere stazionaria la stessa parte.

Il calcolo deve anche riflettere il modo in cui effettivamente funziona il processo. Se il robot preleva quattro prodotti contemporaneamente, il carico del pezzo rilevante è il carico combinato di tutti e quattro i prodotti, non il peso di un'unità.

Una progettazione adeguata considera quindi:

peso della parte statica;

accelerazione e decelerazione;

orientamento durante il movimento;

il fattore di sicurezza richiesto;

il numero di pezzi movimentati per prelievo.

Con l'aumento della massa del pezzo e del carico dinamico, l'applicazione potrebbe richiedere una maggiore forza di presa meccanica, una maggiore area della ventosa, una maggiore capacità di tenuta magnetica o una strategia di movimentazione completamente diversa.

Misurare

Le dimensioni del pezzo influiscono molto di più della capacità della pinza di raggiungere fisicamente il pezzo.

Un componente più grande può richiedere un'apertura di presa più ampia, dita più lunghe, più ventose o un telaio per utensili più grande. Ciascuno di questi cambiamenti aumenta le dimensioni e spesso la massa dell'EOAT.

Ciò può creare vincoli secondari. Un ampio telaio a vuoto può interferire con gli apparecchi vicini. Le dita lunghe possono aumentare i carichi di flessione. Una pinza di grandi dimensioni può ridurre la portata utile del robot perché l'utensile entra in collisione con le porte della macchina, le protezioni o le apparecchiature circostanti prima che il polso del robot raggiunga la posizione programmata.

La dimensione quindi influenza:

portata di presa;

lunghezza del dito;

spaziatura delle ventose-;

ingombro degli utensili;

portata del robot;

rischio di interferenze e collisioni.

Una pinza che tecnicamente può trattenere la parte non è necessariamente adatta se la sua geometria impedisce al robot di accedere alla posizione di prelievo o posizionamento richiesta.

Forma

La forma spesso determina quale principio di presa è pratico.

Una superficie ampia e relativamente piatta può fornire un'area di contatto sufficiente per la presa a vuoto. Un componente rigido con bordi definiti o caratteristiche esterne ripetibili può essere adatto alle dita meccaniche. Le parti cilindriche possono essere più facili da centrare con le ganasce progettate attorno al loro diametro. I prodotti irregolari e delicati possono trarre vantaggio da un approccio di presa conforme o morbido.

La relazione non è assoluta, ma la forma può restringere rapidamente la ricerca:

superfici piane o larghe: la presa a vuoto può essere pratica;

bordi definiti o caratteristiche di presa: la presa meccanica può fornire un controllo migliore;

parti rigide cilindriche: le ganasce meccaniche possono spesso fornire un centraggio ripetibile;

prodotti irregolari o deformabili: una presa morbida o adattiva può ridurre la pressione localizzata;

parti ferromagnetiche piatte: la presa magnetica può essere un'opzione.

I pezzi asimmetrici meritano ulteriore attenzione perché il loro centro di massa potrebbe non essere allineato con il punto di presa. Una pinza può trattenere saldamente la parte e creare comunque un carico instabile o sfavorevole sul polso del robot.

Condizioni del materiale e della superficie

Il materiale influenza il modo in cui l'effettore finale può generare e mantenere la forza di tenuta.

L'acciaio può consentire la presa magnetica, ma solo quando il materiale è sufficientemente ferromagnetico e le condizioni di contatto supportano la forza di tenuta richiesta. La plastica non può essere trattata allo stesso modo, ma la sua superficie può funzionare bene con la presa meccanica o con il vuoto a seconda della rigidità e della finitura.

Il vetro spesso fornisce una buona superficie di tenuta per l'aspirazione, ma il metodo di presa deve evitare graffi, sollecitazioni concentrate o rotture. Il cartone può sembrare adatto al vuoto perché ha un'ampia superficie piana, ma il cartone poroso può perdere abbastanza aria da rendere la qualità della sigillatura e il flusso del vuoto più importanti del peso del pezzo.

Il cibo introduce un’altra serie di considerazioni. Attrito, deformabilità, sensibilità della superficie, requisiti di igiene e pulizia possono tutti influenzare l'idoneità di dita rigide, elementi di aspirazione o strutture di presa morbide.

Gli effetti tipici-correlati al materiale includono:

acciaio:compatibilità magnetica, condizioni della superficie e rischio di marcatura;

plastica:attrito, rigidità, deformazione e protezione estetica della superficie;

bicchiere:potenziale di tenuta, fragilità e danni superficiali;

cartone:porosità, perdite e rigidità strutturale;

cibo:rischio di igiene, deformazione, ammaccatura e contaminazione;

materiali porosi:perdite di vuoto e difficoltà di sigillatura.

Un esempio utile è un grande cartone di cartone. Potrebbe essere relativamente leggero, quindi il solo peso suggerisce una scelta facile. Ma se il pannello è poroso o la superficie non è uniforme, le perdite di vuoto potrebbero diventare il problema di progettazione dominante.

La selezione del carico utile del robot e dell'effettore finale non può essere trattata come decisioni separate.

Il robot non trasporta solo il prodotto. Trasporta il carico completo attaccato al polso, che può includere:

la pinza o lo strumento di processo;

piastre di montaggio e adattatori;

sensori;

cambiautensili;

valvole o hardware ausiliario;

cavi o tubi flessibili la cui massa influisce sul gruppo mobile;

il pezzo stesso.

Un errore di selezione comune consiste nel confrontare solo il peso del pezzo con il carico utile nominale del robot.

Una volta che l'applicazione è meccanicamente fattibile, la domanda successiva è se l'effettore finale può soddisfare le prestazioni di produzione richieste.

Velocità, precisione e tempo di ciclo sono correlati, ma non devono essere trattati come specifiche intercambiabili.

Velocità

La velocità dell'-effettore finale è superiore al tempo di apertura o chiusura indicato nella scheda tecnica della pinza.

Una scelta completa può includere:

avvicinarsi al pezzo;

aprire o posizionare l'utensile;

stabilire la presa;

confermare che la parte è sicura;

accelerare;

spostarsi verso la destinazione;

rilasciare la parte;

confermando il rilascio.

Diverse tecnologie di presa introducono ritardi diversi. Un sistema di vuoto potrebbe richiedere del tempo per stabilire un vuoto sufficiente. Una pinza meccanica deve aprirsi e chiudersi. Una strategia di rilevamento può richiedere conferma prima che il movimento possa continuare.

Anche la massa dell'utensile influisce indirettamente sulla velocità. Un EOAT più pesante può limitare l’aggressività dell’accelerazione del robot, quindi l’installazione di un attuatore più veloce non rende necessariamente più veloce l’intera cella.

Precisione

La precisione richiesta dovrebbe essere definita in base al compito.

Esistono diversi concetti che sono spesso raggruppati sotto la parola accuratezza:

ripetibilità della presa;

ripetibilità della posizione del pezzo all'interno della pinza;

posizionamento robot;

accuratezza del processo finale.

Un'applicazione di raccolta di contenitori- può tollerare alcune variazioni nel modo in cui una parte si posiziona nella pinza se l'operazione successiva può compensarla. L'assemblaggio di precisione può richiedere il posizionamento meccanico del pezzo all'interno dell'EOAT con una ripetibilità molto più rigorosa.

Allo stesso modo, una pinza flessibile può adattarsi bene alla variazione della forma del prodotto ma fornire una posizione della parte meno rigida rispetto a un dispositivo meccanico personalizzato.

Il metodo di presa corretto dipende quindi da ciò che deve essere ripetibile: semplicemente tenere il prodotto, presentarlo alla stazione successiva o eseguire un processo ad alta-precisione.

Tempo di ciclo

Il tempo di ciclo dovrebbe essere valutato a livello di sistema.

Un tipico ciclo di movimentazione può includere:

avvicinamento → presa → conferma presa → movimento del robot → rilascio → conferma rilascio → ritorno

L'ottimizzazione di solo una parte di questa sequenza può produrre un piccolo miglioramento nel throughput totale.

Una pinza con un tempo di chiusura più rapido potrebbe non offrire vantaggi significativi in ​​termini di tempo di ciclo- se il robot deve ancora attendere un segnale di conferma del vuoto in un'altra parte del processo. Al contrario, una pinza più flessibile può avere un tempo di attuazione individuale leggermente più lento ma ridurre i cambi utensile tra le varianti di prodotto, migliorando l’efficienza produttiva complessiva.

Ciò porta ad un importante principio di selezione:

Una pinza più veloce non crea automaticamente un sistema robotico più veloce.

La metrica rilevante è il ciclo produttivo completo.

Negli imballaggi ad alto-volume, ad esempio, ridurre i ritardi di prelievo e rilascio di una frazione di ogni ciclo può avere un valore significativo perché l'attività si ripete migliaia di volte. L'estrema precisione di posizionamento può essere meno importante.

Nell'assemblaggio di precisione le priorità possono invertirsi. Un ciclo di presa leggermente più lungo può essere accettabile se l'attrezzatura posiziona ogni componente in un orientamento ripetibile e previene errori di allineamento a valle.

Anche se gli obiettivi prestazionali vengono raggiunti, lo strumento deve comunque sopravvivere e conformarsi all’ambiente operativo reale.

Un effettore finale che funziona bene durante un test al banco può comunque diventare inaffidabile se esposto a condizioni di produzione reali. Temperatura, polvere, lavaggio, controlli della contaminazione e requisiti delle camere bianche possono modificare sia la tecnologia di presa che i materiali utilizzati nell'EOAT.

Temperatura

Le alte e le basse temperature possono modificare il comportamento di molti componenti dell'EOAT.

La temperatura può influenzare:

guarnizioni in elastomero;

ventose;

plastica;

lubrificanti;

adesivi;

sensori;

componenti elettronici.

Un materiale della ventosa che funziona bene a temperatura ambiente può indurirsi, ammorbidirsi o perdere le prestazioni di tenuta al di fuori dell'intervallo di temperatura previsto. Allo stesso modo, i lubrificanti e le guarnizioni dei dispositivi meccanici possono richiedere specifiche diverse per ambienti caldi o freddi.

I limiti di temperatura dovrebbero quindi essere controllati per l’intero gruppo di attrezzature, non solo per il robot.

Polvere e contaminazione

Polvere, trucioli, polveri e altri contaminanti possono creare diverse modalità di guasto.

Potrebbero interferire con:

sensori ottici o di prossimità;

superfici di scorrimento meccanico;

filtri sottovuoto;

guarnizioni di aspirazione;

valvole e componenti pneumatici.

Negli ambienti di lavorazione, i trucioli metallici possono impedire il corretto contatto della pinza o entrare nei meccanismi in movimento. Negli imballaggi polverosi o nelle applicazioni di gestione delle polveri-, i filtri per vuoto potrebbero richiedere ispezioni e manutenzioni più frequenti.

La progettazione dell'EOAT dovrebbe pertanto considerare non solo se può funzionare nell'ambiente, ma anche in che modo la contaminazione modifica gli intervalli di manutenzione e l'affidabilità a lungo termine.

MoltiErrori di selezione dell'EOATnon derivano dalla scelta della categoria tecnologica sbagliata. Derivano da una valutazione dello strumento troppo restrittiva-considerando il prezzo di acquisto, il carico utile nominale o la geometria attuale della parte senza considerare il modo in cui l'effettore finale influenzerà il sistema robotico completo nel tempo.

Il modo più utile per valutare questi errori è porsi tre domande: cosa viene trascurato? Che conseguenza crea? Cosa è opportuno verificare invece?

Un errore comune è confrontare il carico utile nominale del robot solo con il peso del pezzo.

Il robot deve trasportare l'intero carico in movimento, compreso l'effettore finale, gli adattatori, i sensori, i dispositivi di cambio utensile, l'hardware ausiliario e la parte stessa. Uno strumento può quindi apparire accettabile in base al peso della parte pur continuando a sottoporre il polso a un carico eccessivo.

Le conseguenze possono includere:

accelerazione consentita ridotta;

movimento del robot più lento;

allarmi di monitoraggio del sovraccarico o del carico-;

momento o inerzia eccessivo del polso;

margine operativo ridotto;

aumento dello stress meccanico e del rischio di affidabilità.

Il problema è particolarmente facile da perdere con gli assiemi EOAT lunghi o larghi. Un grande telaio a vuoto, ad esempio, potrebbe non essere particolarmente pesante, ma il suo baricentro esteso può creare un momento significativo al polso.

Un effettore finale a-costo inferiore non crea necessariamente un sistema di automazione-a costo inferiore.

Il prezzo di acquisto è solo una parte della decisione economica. Una pinza più economica può costare di più nel tempo se richiede cicli di presa più lunghi, perde parti più frequentemente, si usura rapidamente o deve essere sostituita manualmente ogni volta che cambia il formato del prodotto.

Le possibili conseguenze includono:

cicli produttivi più lenti;

più parti scartate o cadute;

frequenti interventi di manutenzione;

maggiore utilizzo dei materiali di consumo;

cambi più lunghi;

ulteriore coinvolgimento degli operatori;

fermi di produzione non pianificati.

Ad esempio, risparmiare denaro su una pinza meno adattabile può sembrare interessante al momento dell'acquisto iniziale. Se la linea cambia ogni giorno tra diverse dimensioni di prodotto, tuttavia, ripetuti riattrezzamenti manuali possono diventare rapidamente più costosi della differenza originale di attrezzatura.

Gli effettori finali sono dispositivi funzionanti, non allegati statici. I componenti che entrano in contatto con il prodotto o si muovono a ogni ciclo prima o poi si usurano, si contaminano o richiedono una regolazione.

I requisiti di manutenzione variano in base alla tecnologia. Gli elementi di servizio tipici possono includere:

sostituzione ventose;

filtri sottovuoto;

guarnizioni e O-ring;

dita meccaniche e cuscinetti di contatto;

cuscinetti o componenti scorrevoli;

sensori;

tubi pneumatici;

cavi e connettori.

L’errore non è semplicemente dimenticare che questi componenti si usurano. Sta progettando le celle in modo che siano difficili da ispezionare o sostituire.

Una ventosa può essere poco costosa, ad esempio, ma la sua sostituzione diventa problematica se il personale di manutenzione deve rimuovere le protezioni, scollegare diverse utenze o smontare l'intero telaio degli utensili per raggiungerla.

Il modo più utile per comprendere la selezione dell'effettore finale-del robot è osservare come le condizioni di produzione reali modificano la decisione. Lo stesso settore può utilizzare diversi tipi di EOAT perché la scelta corretta dipende dall'attività specifica, dal pezzo, dal robot e dall'obiettivo di produzione.

Settore automobilistico: trasferimento di lamiere

Consideriamo una linea di stampaggio in cui un robot trasferisce pannelli di acciaio formati tra le operazioni.

Il pezzo è in genere un componente in lamiera-di metallo relativamente grande con rigidità limitata, un'ampia superficie e una geometria che può cambiare tra i modelli di veicolo. L'applicazione richiede inoltre cicli rapidi poiché la velocità di trasferimento influisce direttamente sulla produttività della linea di stampa-.

Due opzioni comuni sono la presa a vuoto e quella magnetica.

Un sistema di aspirazione può essere adatto quando il pannello ha superfici accessibili che consentono alle ventose di sigillare in modo affidabile. Tazze multiple possono distribuire la forza di tenuta sulla parte e ridurre la deformazione locale.

Un effettore terminale magnetico può essere preferibile quando il pannello è realizzato con un materiale ferromagnetico compatibile e la geometria della superficie rende difficile la sigillatura del vuoto. La presa magnetica può anche ridurre la dipendenza dalla qualità della tenuta della ventosa-.

La scelta dipende quindi da qualcosa di più del fatto che la parte sia metallica. Gli ingegneri devono considerare:

se il materiale è ferromagnetico;

area disponibile di vuoto o contatto magnetico;

fori, curve, rivestimenti o contaminazione superficiale;

rigidità del pannello;

utensili combinati e carico utile delle parti;

accelerazione durante il trasferimento.

Un avvertimento fondamentale è presupporre che un pannello grande e leggero crei un'applicazione a basso-carico. Gli ampi telai degli utensili e il movimento del robot ad alta-velocità possono produrre un momento e un'inerzia significativi del polso anche quando il pannello stesso è relativamente leggero.

Elettronica: Avvitatura di precisione

Nell'assemblaggio di componenti elettronici, si consideri un robot che installa viti in un alloggiamento o in un gruppo di dispositivi.

In questo caso, l'effettore finale non gestisce principalmente il prodotto. Sta eseguendo un processo di fissaggio. L'EOAT adatto è quindi uno strumento di avvitatura automatizzato piuttosto che una pinza convenzionale.

I requisiti principali sono in genere il posizionamento accurato dell'utensile, l'impegno ripetibile della vite, la coppia di fissaggio controllata e l'alimentazione affidabile della vite. Il robot deve avvicinarsi a ciascun punto di fissaggio con l'orientamento corretto mentre l'effettore finale di avvitamento controlla l'effettiva operazione di fissaggio.

Questa applicazione potrebbe richiedere attenzione anche a:

dimensioni di piccole dimensioni;

spazio limitato attorno alle posizioni delle viti;

controllo della coppia e della profondità;

rilevamento della presenza di viti-;

forze di reazione;

percorso dei cavi e degli alimentatori.

A seconda del prodotto e dell'ambiente di produzione, anche i controlli delle scariche elettrostatiche-, la compatibilità con le camere bianche o i requisiti di contaminazione possono influenzare la progettazione degli strumenti.

L'attenzione principale è considerare la precisione del posizionamento come una specifica-esclusiva del robot. Anche se il robot raggiunge ripetutamente il punto programmato, il gioco dell'utensile, un allineamento inadeguato delle viti o una posizione incoerente delle parti possono comunque causare una filettatura incrociata-o un fissaggio non riuscito.

Alimenti: manipolazione di prodotti da forno delicati

Consideriamo un robot che trasferisce prodotti da forno morbidi da un trasportatore a vassoi o imballaggi.

Il pezzo può variare leggermente in dimensioni e forma da un pezzo all'altro e un'eccessiva forza di presa localizzata può deformare il prodotto o lasciare segni visibili. Allo stesso tempo, qualsiasi utensile che entra in contatto con gli alimenti potrebbe dover supportare frequenti operazioni di pulizia e igiene.

Una pinza morbida o cedevole può essere adatta perché si adatta alla variazione del prodotto e distribuisce la pressione di contatto su un'area più ampia. Ciò può ridurre il rischio di schiacciamento o marcatura rispetto alle dita rigide.

In alcune applicazioni di prodotti alimentari confezionati-, la presa a vuoto potrebbe invece essere la scelta migliore. Una confezione sigillata con una superficie ampia e liscia si comporta in modo molto diverso da un prodotto morbido non confezionato.

La scelta dipende quindi da fattori quali:

deformabilità del prodotto;

pressione di contatto accettabile;

variazione di forma;

prodotto esposto rispetto a prodotto confezionato;

requisiti per il contatto-con gli alimenti;

procedure di lavaggio e pulizia.

L'attenzione principale è ottimizzare solo per una presa delicata. Una pinza per la movimentazione degli alimenti deve essere anche pratica da pulire, ispezionare e manutenere. Un design altamente conforme che intrappola i residui di prodotto o è difficile da lavare può creare un problema di produzione più grande di quello che risolve.

Logistica: movimentazione mista di cartoni e pacchi

Una cella logistica presenta una sfida diversa: la variazione del prodotto.

Considera un robot che scarica, smista o pallettizza cartoni e pacchi di diverse dimensioni. Il sistema può visualizzare un'ampia gamma di SKU, materiali di imballaggio, condizioni della superficie e pesi durante un singolo turno.

Per cartoni normali con superfici sufficientemente lisce, una pinza a vuoto può fornire un prelievo e un rilascio rapidi con un contatto relativamente semplice. Un design del vuoto multi-zona a volte può adattarsi a diverse dimensioni di cartone senza richiedere uno strumento dedicato per ogni SKU.

Per un mix più ampio di pacchi rigidi e irregolari, può essere preferibile un concetto di presa adattivo o più flessibile.

I requisiti importanti non sono solo la forza di presa, ma anche:

variazione delle dimensioni del pacco;

porosità del cartone;

superfici danneggiate o irregolari;

produttività;

rilevamento delle scelte riuscite;

la capacità di recuperare da scelte fallite;

cambiamenti futuri nel mix di SKU.

Un errore comune è progettare lo strumento solo in base al cartone più grande o più comune. Ciò può creare prestazioni di movimentazione scadenti quando nel sistema entrano pacchi più piccoli, porosi, danneggiati o irregolari.

Per l'automazione della logistica mista-SKU, la migliore pinza robotica è spesso quella che bilancia una movimentazione affidabile con una flessibilità sufficiente per ridurre i cambi manuali e il riattrezzamento.

L'attenzione principale è includere la gestione-delle scelte non riuscite nella progettazione del sistema. Una pinza che funziona correttamente sul 98% dei cartoni ideali può comunque creare interruzioni inaccettabili se il sistema di controllo non è in grado di rilevare e recuperare in modo efficiente i restanti guasti.

 

In queste applicazioni, lo strumento corretto è determinato meno dall'etichetta del settore che dalla parte specifica, dal processo, dal robot e dall'obiettivo di produzione.

L'effettore finale destro non è semplicemente l'opzione più potente, più veloce o più avanzata. È quello che corrisponde apezzo in lavorazione, limitazioni del robot, obiettivo di produzione, ambiente operativo ed economia del ciclo di vitadell'applicazione.

 

Prima di selezionare un fornitore o finalizzare la progettazione di un'attrezzatura, documentare i requisiti chiave dell'applicazione:

 peso della parte, dimensioni, geometria e materiale

 limiti di carico utile del robot, baricentro-di-gravità, momento e inerzia

 tempo di ciclo richiesto e prestazioni di posizionamento

 requisiti ambientali o igienici

 variazione prevista del prodotto e dello SKU

 aspettative di manutenzione e cambiamento.

 

Una volta definiti questi input, le opzioni EOAT possono essere confrontate in base all'idoneità ingegneristica piuttosto che alle specifiche del catalogo o al solo prezzo di acquisto.

 

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