通過從氣缸切換到直線電機，機器和設備制造商 Keller HCW 成功地開發(fā)了一項創(chuàng)新，即具有高有效載荷的通用機器人抓手，甚至可以安全、輕柔地抓取、分離和移動敏感產(chǎn)品。電動直接驅(qū)動器不僅負責夾具的高靈活性，而且還保證了氣動驅(qū)動器無法實現(xiàn)的可重復性、動態(tài)性、精度以及最后但并非最不重要的能源效率。
由Keller HCW開發(fā)的帶直線電機的機器人抓手可以普遍使用，甚至可以安全，輕柔地抓取敏感產(chǎn)品，并在放下之前將它們分組。（圖片來源：凱勒HCW）
空心磚、水杯、貓糧包、海貍尾巴、紙巾包、網(wǎng)球——凱勒 HCW 的新型機器人抓手可以安全、用力地處理它們。這家機器和設備制造商最近通過演示裝置證明了這一點，該裝置在慕尼黑的Automatica貿(mào)易展覽會上引起了很多關注。Keller HCW的機器人抓手多年來一直在磚廠和其他重粘土行業(yè)的公司中證明自己。例如，它們用于抓取尚未燃燒的磚（模制磚），并將它們放置在一定距離處，以確保最佳的干燥和燒制過程。磚塊以大約 20 到 30 個坯料的固結(jié)棒的形式送入連續(xù)運行的傳送帶上的抓手。夾持器抓取整個桿，在機器人運動過程中將單個磚塊帶到最佳距離，然后將它們作為一個組再次放在特殊的載體或傳送帶上。“這里的挑戰(zhàn)是模制磚的強度可能會有所不同，因此我們只能在有限的夾持力和接近速度下移動。此外，只有一個有限的時間窗口，在此期間，磚必須被連續(xù)的進料傳送帶抓取，“Dipl.-Ing解釋道。Reinhold Ungruhe，Keller HCW GmbH自動化和電氣工程主管。 到目前為止，主要使用與氣動驅(qū)動器一起工作的機器人抓手已用于分離磚塊，但也用于重粘土行業(yè)的其他處理過程。
以前氣動裝置將調(diào)整行程限制為 10 mm
但是，由于氣缸的行程有限且調(diào)節(jié)速度相對較慢，調(diào)整路徑不得超過 10 mm。當不同的磚形狀和格式在同一條線上運行時，這是一個缺點，現(xiàn)在這種情況越來越多。例如，在發(fā)達的工業(yè)國家，現(xiàn)在幾千塊瓷磚，包括必要的特殊瓷磚（如邊緣和脊瓦），這是在一條生產(chǎn)線上以客戶專門生產(chǎn)房屋屋頂所需的。
在實踐中，這意味著到目前為止，磚廠經(jīng)常為每個機器人購買多個抓手 - 主要是6軸機器人 - 并交替使用它們，以便能夠涵蓋所有格式和類型。然而，由于每個抓手的購置成本約為 50,000 歐元，這占用了公司的大量資金。或者，用戶可以選擇每個機器人只購買一個夾持器，并在需要更改格式或類型時對其進行轉(zhuǎn)換。為了最大限度地減少用戶的這些耗時的轉(zhuǎn)換，Keller實施了混合夾持器，其中氣動驅(qū)動的夾持器通過旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動器進行調(diào)整，以便能夠?qū)⒏嗟拇u塊格式和類型分組到同一個夾具上。
調(diào)整氣動裝置需要確定的直覺
“然而，在實踐中調(diào)整氣動裝置非常困難，”Reinhold Ungruhe承認?！叭绻麅H僅是因為氣動執(zhí)行器的行為因環(huán)境溫度而異，因此只能在有限的范圍內(nèi)精確調(diào)整抓取點和夾持力?！眽嚎s空氣中的冷凝和其他雜質(zhì)完成其余的工作。此外，氣缸不是免維護的：例如，它們必須上油。密封件也會樹脂化或泄漏，尤其是在驅(qū)動器的高工作頻率下，因此必須更換整個氣缸。
因此，Keller更進一步，開發(fā)了一種完全電動的演示夾具，沒有這些缺點。LinMot 的 01 臺 PS37-120Sx120-HP-N 型直線電機可移動直接連接的夾具。它們的最大行程為 122 mm，最大力為 <> N，設計特別緊湊。
PS01系列的LinMot直線電機PS37-120Sx01-HP-N需要的空間很小，具有大沖程和高最大力的特點。（圖片來源：林摩）
直線電機的高動態(tài)性和可重復性 “直線電機
可以比氣動驅(qū)動器更精確地控制，并且更具動態(tài)性。它們還可以在短時間內(nèi)處理更長的行駛距離，“凱勒自動化和電氣工程專家總結(jié)了這些優(yōu)勢。磚塊的放置
圖案可以通過系統(tǒng)的用戶界面指定，只需按一下按鈕即可更改 - 無需任何耗時的轉(zhuǎn)換或夾具更改。與氣動驅(qū)動器不同，夾持力也可以直接控制。這種能力、大行程與高動態(tài)性相結(jié)合，在很大程度上是這樣一個事實，即夾具可以如此普遍地使用，并且可以像堅固的產(chǎn)品一樣可靠地處理罐子或紙板容器等敏感產(chǎn)品。新型夾持器中的直線電機由LinMot C12系列的1100個ProfiNet伺服控制器控制，這些控制器專為氣動缸被直線電機取代的應用而設計。控制器的高度為146mm，寬度為26.6mm，深度為106mm，非常緊湊和輕便?！斑@對于抓手的有效載荷很重要，因為我們希望將控制器直接放置在夾持器上，以將穿過機器人的電纜數(shù)量降至最低，”Reinhold Ungruhe解釋道。然而，通過消除以前需要的閥島、機械部件和傳感器，以及電驅(qū)動器的更高靈活性和可重復性，通常彌補了額外重量的缺點?！皩τ谠撓盗?，使用LinMot多軸模塊或公司帶有集成驅(qū)動電子設備的分布式電機也將是進一步減輕重量和空間的一種選擇，”自動化專家補充道。
由于使用了直線電機，凱勒HCW的新型機器人抓手臂不需要氣動裝置，因此節(jié)省了運營成本和環(huán)境（圖片來源：凱勒HCW）
環(huán)保且經(jīng)濟
在發(fā)達國家，用戶關注的是電動直接驅(qū)動的另一個方面：能源的經(jīng)濟利用?！霸絹碓蕉嗟闹卣惩廉a(chǎn)品制造商發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)的能源效率是一個顯著特征和促進銷售的形象因素，”Reinhold Ungruhe報道。
壓縮空氣不適合圖片，因為它是最低效的能源之一，因此也是最昂貴的能源。執(zhí)行器中只有大約 5% 的能量可用作有用功率。特別是在快速氣缸的情況下，高噪音水平表明直接意義上浪費了大量能量。電動推桿的較高購買成本很快收回成本。即使保守計算，它最多三年后也能收回成本，其效率約為 97%。因此，難怪越來越多的公司正在努力在其生產(chǎn)過程中完全不使用壓縮空氣。例如，凱勒最近實現(xiàn)了一種設備，可以在沒有氣動的情況下用巖棉完全堵塞空心塊?！霸谀侥岷贏utomatica展會上，夾持器引起了極大的興趣，證實了我們的評估，即重型粘土行業(yè)以外的許多行業(yè)也在追隨這一趨勢，并正在尋找基于直線電機的靈活可靠的夾持和分離解決方案，”Reinhold Ungruhe說，樂觀地展望了不久的將來。
