Vi kanske tror att tillverkning sker bakom kulisserna, men detta är fel uppfattning. Ur ett annat perspektiv är tillverkningskedjor och supportinfrastruktur kärnan i det moderna livet.
Tack vare robotik och automation befinner sig tillverkningen i centrum för ingenjörsrevolutionen. Robotteknik är särskilt viktigt idag med tanke på antalet lediga industrijobb och företag som söker en konkurrensfördel i globaliseringen.
Samarbetsrobotar (cobots) och automatiserade robotarmar kan använda olika typer av verktyg beroende på applikation och önskat resultat. En skillnad som är värd att förstå är mellan pneumatiska och elektriska ändverktyg (EOAT). Dessa är verktyg i änden av robotens manipulationsarm som används för att interagera med material och arbetsstycken.
Varför spelar detta roll?
Robotik är inget tråkigt ämne - men såvida du inte redan arbetar inom robotik, tillverkning eller automationsindustrin kan det ta lite övertygande för att få dig att bry dig om armverktyg.
Det räcker med att säga att moderna industrirobotar inte kan lyfta, bära, vända, skära, skära, mäta, testa eller många andra uppgifter utan verktyg i armänden.
Typiska exempel på end-of-arm-verktyg inkluderar:
- Svetsare
- Gripare
- Laserskärare
- Mätverktyg
- Verktyg för borttagning av material
- Krock- och tvinga vridmomentsensorer
- Sugkoppar eller elektromagnetiska lyftare
Förutom verktyg för skärning, slipning eller polering kan robotarmar använda EOAT:er för att utföra tester, kalibreringar eller inspektioner. EOAT:er ger robotar möjligheten att utföra de uppgifter vi ber dem om, och de stöder ett växande antal robotplattformar och applikationer.
Nedan kommer vi att titta närmare på för- och nackdelarna med pneumatiska och elektriska EOAT:er.
Pneumatisk EOAT: fördelar och nackdelar
Utan rätt ändverktyg kan en industrirobot inte utföra de uppgifter som ställs före den. Det finns många bekymmer även på affärssidan.
Först och främst är pneumatik. Pneumatisk EOAT är robotingenjörernas förstahandsval. Men vilka är de specifika fördelarna? Å ena sidan har pneumatiska EOAT:er ett högt effekt-till-storleksförhållande jämfört med andra alternativ. Som ett resultat kan de enklare installeras i vissa robotchassier eller industriella arbetsområden. Företag som är oroade över uppstartskostnader kan också ha det bättre att använda de mer välbekanta pneumatiska ställdonen och EOAT. ekvationen går längre än så, men att använda pneumatiska EOAT:er kan göra det enklare att hantera dag ett-kostnader.
Pneumatisk drift är idealisk för effektiva inställningar där formen och storleken på arbetsstycket inte ändras lika ofta. Många pneumatiska EOAT:er kan endast bearbeta eller använda en typ av del.
Men pneumatiska EOAT:er är inte utan sina nackdelar. De är det föredragna valet nu, men de har betydande nackdelar som kan leda till att de går i pension från fabriken till förmån för sina elektriska motsvarigheter under de kommande åren.
Dessa nackdelar är lättare att åtgärda i vissa fall, men de är fortfarande värda att notera eftersom företag överväger detta alternativ:
- Mindre avancerad programmerbarhet: Pneumatiska klämmor och andra pneumatiska verktyg i armänden erbjuder enkla öppnings- och stängningsfunktioner jämfört med den mer programmerbara elektriska EOAT.
- Begränsad kontroll över grepp: Det elektriska EOAT-greppet är mycket mer anpassningsbart, även om pneumatiska varianter kan tillåta grundläggande greppkontroll genom att variera trycket.
- Kräver tryckluft: EOAT kräver konstant användning av tryckluft, vilket ökar deras löpande driftskostnader.
- Möjlig kvalitetskompromiss på grund av smörjmedel: Föroreningar i tryckluftssystem kan utgöra ett hot mot vissa särskilt ömtåliga produkter, såsom livsmedel, beroende på applikation.
Elektrisk EOAT: För- och nackdelar
Ingenjörssamfundet ser i allt högre grad efter elektriska ändverktyg som ett logiskt alternativ till pneumatiska mekaniska armverktyg. Även om de kan tillhandahålla många av samma funktioner, är elektriska ställdon och EOAT:er mycket mer flexibla på vissa viktiga sätt.
Här är fördelarna med elektriska ändverktyg:
- Bättre programmerbarhet och kontroll: Den motoriserade EOAT ger användaren betydande och programmerbar kontroll över positionering, verktygskraft, körsträcka och körhastighet. Dessa egenskaper är viktiga när material, produkt eller deldimensioner ändras regelbundet.
- Enkelt system och installation: Fördelen med att använda en elektrisk EOAT är elimineringen av luftkompressorer och deras tillhörande underhålls- och ersättningscykler. Den relativa enkelheten hos elektriska ställdon och EOAT:er är attraktiv för organisationer med begränsad ingenjörspersonal.
- Enklare styrning vid lägre tryck: Som tidigare nämnts ger pneumatiska verktyg endast grundläggande tryckreglering. Vid lägre tryck är det svårt att få användbar kraft från verktyget. Elektriska varianter eliminerar denna nackdel genom att ge grepp även under känsliga operationer.
- Mindre stränga utrymmeskrav: Eftersom pneumatiska reglage är helt öppna eller stängda vid varje given tidpunkt, tenderar de att kräva mer utrymmesdämpning av säkerhetsskäl när man använder mindre delar.
En av de få nackdelarna med motoriserade EOATs som klämmor är att, som diskuterats, de vanligtvis är dyrare än deras pneumatiska analoger. Pneumatiska komponenter kan vara billigare dag ett, men deras driftskostnader (inklusive tryckluftsförsörjning) kan påverka ROI. Däremot kan elektriska EOAT:er kosta mer dag ett, men underhållskostnaderna är lägre.
Denna kostnads-nytta avvägning av motorisering är något värt att överväga för företag som vill investera eller återinvestera i industrirobotar.
Välja elektriska och pneumatiska ändverktyg
Det finns andra sätt som din avsedda tillämpning påverkar ditt val av verktygsändarm. Till exempel är färre och färre pneumatiska gripdon och luftverktyg redan utrustade med klämdetekteringssensorer. Motoriserade EOAT:er kan lättare integreras i ett företags utvecklande IoT (Internet of Things) infrastruktur för datainsamlingsändamål.
I slutändan kan elektriska ställdon och verktyg visa sig vara ett mer skalbart alternativ för den smalare, grönare framtiden för distribuerad, högmixad, högvolym och prisvärd tillverkningsutrustning.