URZ

Ą

DZENIA

CHWYTAJ

Ą

CE ROBOTÓW

PRZEMYSŁOWYCH

8.1. Zadania urz

ą

dze

ń

chwytaj

ą

cych

W procesie manipulacji urz

ą

dzenia chwytaj

ą

ce robotów przemysłowych słu

żą

do realizacji

nast

ę

puj

ą

cych elementarnych zada

ń

:

•

pobrania (uchwycenia) obiektu manipulacji (przedmiotu) w poło

ż

eniu pocz

ą

tkowym,

•

trzymania obiektu (przedmiotu) w trakcie trwania czynno

ś

ci manipulacyjnych, tzn.

oddziaływania na przedmiot z sił

ą

zapobiegaj

ą

c

ą

zmianie jego poło

ż

enia wzgl

ę

dem

chwytaka w wyniku oddziaływuj

ą

cych na przedmiot sił ci

ęż

ko

ś

ci lub sił bezwładno

ś

ci,

•

ewentualnego poprawiania orientacji manipulowanego przedmiotu w taki sposób, by

odchyłka pocz

ą

tkowego poło

ż

enia przedmiotu od poło

ż

enia zadanego nie wpływała na

ko

ń

cowe poło

ż

enie przedmiotu,

•

uwolnienia obiektu manipulacji w miejscu docelowym.

8.2. Klasyfikacja i charakterystyka urz

ą

dze

ń

chwytaj

ą

cych

CHWYTAKI ROBOTÓW PR ZEM YSŁOWYCH

MECHANICZNE

MAGN ETYCZNE

PODCIŚNIENIOWE

do blach

do tarcz i płytek

do tarcz

do korpusów

siłowe

kształtowe

do wałków

siła docisku

czujniki

rodzaj końcówek

układ końcówek

układ napędowy

pneumatyczny
hydrauliczny

elektryczny
elektromagnetyczny
adhezyjny

pamięć kształtu

magnesy trwałe

elektromagnesy

bierne
czynne

dotykowe
zbliżeniowe
obciążeniowe

temperatury

stała
nastawialna
regulowana automat.

sztywne
sprężyste
elastyczne

pojedyncze

podwójne
wielokrotne

pneumatyczne
przez zanik prądu

przez zmianę
kierunku prądu
mechaniczne

uwalniania

chwytania

sposób

Rys. 8.2. Zasada chwytania siłowego przedmiotów o powierzchniach

równoległych i walcowych: a) sposób zadowalaj

ą

cy, b) sposób

kombinowany

Rys. 8.3. Chwytanie kształtowe

8.3. Wybór typu chwytaka dla danej klasy obiektów manipulacji

Tablica 8.1. Przykładowe kształty obiektów manipulacji i zalecane rodzaje urz

ą

dze

ń

chwytaj

ą

cych

Obiekt

manipulacji

Chwytak

Mechaniczny

Podci

ś

nieniowy

Elektro-

magnetyczny

Wałki, tulejki

tak

nie

warunkowo (tylko

płaskie kr

ąż

ki)

Płytki

warunkowo

tak

tak

Arkusze blach Płyty

nie

tak

tak

Prostopadło

ś

ciany

tak (specjalne

konstrukcje)

warunkowo

tak

Obiekty o zło

ż

onych

kształtach

tak (specjalne

konstrukcje)

nie

tak (z wieloma

magnesami)

8.4. Budowa chwytaków mechanicznych

Rys. 8.7. Sposoby realizacji nap

ę

du: a) d

ź

wigniowy, b) klinowy, c) jarzmowy, d) z

ę

baty,

e) ci

ę

gnowy (ła

ń

cuchowy)

w = 3n - 2p

5

- p

4

Tablica 8.2. Zwi

ą

zek mi

ę

dzy liczb

ą

członów n i liczb

ą

par kinematycznych pi

ą

tej klasy p

5

n

1

3

5

7

9

11

13

...

p

5

1

4

7

10

13

16

19

...

Tablica 8.4. Zwi

ą

zek mi

ę

dzy liczb

ą

członów n i liczb

ą

par kinematycznych pi

ą

tej p

5

i czwartej

p

4

klasy

n

2

4

6

8

...

3

5

7

9

...

4

6

...

5

7

9

...

6

...

7

...

p

5

2

5

8

11

...

3

6

9

12

...

4

7

...

5

8

11

...

6

...

7

...

p

4

1

1

1

1

...

2

2

2

2

...

3

3

...

4

4

4

...

5

...

6

...

Tablica 8.3. Mechanizmy chwytaków zawierające pary kinematyczne tylko V klasy [5]

Tablica 8.5. Mechanizmy chwytaków zawieraj

ą

ce pary kinematyczne IV i V klasy [5]

Rys. 8.8. Chwytak do wałków

Rys. 8.9. Chwytak do tarcz i tulei

Chwytaki mechaniczne o nap

ę

dzie pneumatycznym

Chwytaki do małych komponentów Seria MPG firmy Schunk

Stosowane głównie do chwytania małych przedmiotów, w
niewielkich przestrzeniach roboczych. Najcz

ęś

ciej spotykane w

miejscach wymagaj

ą

cych wysokiego stopnia czysto

ś

ci

ś

rodowiska

takich jak laboratoria i hale w fabrykach farmaceutycznych.
Chwytaki te charakteryzuj

ą

si

ę

dobra dokładno

ś

ci

ą

pozycjonowania

jak i powtarzalno

ś

ci

ą

.

1 - uchwyt mocowania szcz

ę

ki

2 - ł

ą

cznik ko

ń

cówki tłoczyska

3 - rolki
4 -

ś

ruby mocuj

ą

ce

5 - tłok
6 - obudowa

Typ

MPG 10 MPG 16 MPG 20 MPG 40

MPG64 MPG 80

Moment Mx [Nm]

0.2

0.3

0.3

1.5

3.5

5.0

Moment My [Nm]

0.2

0.3

0.3

2.0

6.0

9.0

Moment Mz [Nm]

0.2

0.3

0.3

4.0

9.0

15.0

Siła Fz [N]

15.0

40.0

50.0

170.0

250.0

500.0

Parametry chwytaka:

Typ

MPG 10 MPG 16 MPG 20 MPG 40 MPG 64 MPG 80

Skok szcz

ę

ki chwytka

[mm]

1.0

1.5

2.0

6.0

10.0

14.0

Siła zamykania [N]

9.0

25.0

28.0

110.0

200.0

380.0

Siła otwierania [N]

7.0

22.0

24.0

90.0

190.0

360.0

Waga [kg]

0.006

0.025

0.038

0.2

0.6

1.2

Maksymalny

zalecany

ci

ęż

ar manipulowanego

elementu [kg]

0.045

0.12

0.14

0.55

1.0

1.9

Zapotrzebowanie

powietrza

przy

podwójnym skoku [cm

3

]

0.15

0.35

0.6

5.76

18.85

29.3

Ci

ś

nienie nominalne [bar] 6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

6.0

Ci

ś

nienie

maksymalne

[bar]

3.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

Ci

ś

nienie minimalne [bar] 6.0

8.0

8.0

8.0

8.0

8.0

Czas zamykania [s]

0.01

0.01

0.03

0.05

0.01

0.06

Czas otwierania [s]

0.01

0.01

0.03

0.05

0.01

0.06

Maksymalne wysuni

ę

cie

punktu chwytu [mm]

10.0

16.0

20.0

40.0

64.0

80.0

Maksymalny

ci

ęż

ar

szcz

ę

ki [kg]

0.005

0.01

0.012

0.08

0.24

0.4

Minimalna

temperatura

pracy [

°C]

-10.0

-10.0

-10.0

-10.0

-10.0

-10.0

Maksymalna temperatura 90.0

90.0

90.0

90.0

90.0

90.0

Chwytaki uniwersalne Seria LGW

Chwytaki z tej serii nie maja charakteryzuj

ą

si

ę

szerokim

zakresem zastosowania. Budowa tych chwytaków jest prosta
przez co te

ż

tania i wytrzymały, lecz nie ogranicza to w

ż

aden

sposób mo

ż

liwo

ś

ci chwytnych. Chwytak LGW zapewnia

wysok

ą

precyzje uchwycenia jak i stabilno

ść

podczas

przytrzymywania

1 - obudowa
2 - szcz

ę

ka

3 - zako

ń

czenie tłoczyska przenosz

ą

ce ruch

4 - mechanizm blokuj

ą

cy ruch szcz

ę

k

5 - powierzchnia mocowania

Typ

LGW 10

LGW 16

LGW 25

LGW 32

LGW 40

Moment Mx [Nm]

0.4

1.2

3.0

4.8

7.0

Moment Mz [Nm]

0.3

1.0

2.8

4.0

5.6

Siła Fz [N]

18.0

35.0

58.0

80.0

130.0

Parametry chwytaka

Typ

LGW 10

LGW 16 LGW 25 LGW 32 LGW 40

K

ą

t rozwarcia szcz

ę

ki

[°]

20.0

20.0

20.0

20.0

20.0

Moment chwytu [Nm]

0.22

0.78

3.2

5.6

8.6

Waga [kg]

0.042

0.088

0.25

0.46

0.83

Maksymalny zalecany ci

ęż

ar

manipulowanego elementu [kg]

0.085

0.19

0.5

0.7

0.85

Zapotrzebowanie powietrza przy

podwójnym skoku [cm

3

]

0.7

2.3

9.0

16.1

31.0

Ci

ś

nienie nominalne [bar]

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

Ci

ś

nienie maksymalne [bar]

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

Ci

ś

nienie minimalne [bar]

0.8

0.8

0.8

0.8

0.8

Czas zamykania [s]

0.02

0.03

0.045

0.05

0.055

Czas otwierania [s]

0.02

0.02

0.04

0.055

0.055

Maksymalne wysuni

ę

cie punktu

chwytu [mm]

25.0

32.0

50.0

62.0

80.0

Maksymalny ci

ęż

ar szcz

ę

ki [kg]

0.04

0.05

0.13

0.22

Minimalna temperatura pracy

[

°C]

-10.0

-10.0

-10.0

-10.0

-10.0

Maksymalna temperatura pracy

[

°C]

90.0

90.0

90.0

90.0

90.0

Powtarzalno

ść

[mm]

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

Chwytaki z trzema ko

ń

cówkami chwytnymi Seria LGZ

S

ą

to chwytaki o zastosowaniu uniwersalnym do

ś

rodowisk czystych i

lekko zabrudzonych. Zastosowanie w nich trzech ruchomych
ko

ń

cówek chwytnych znacznie poprawiło dokładno

ść

chwytania i

pozycjonowania elementu jak i zapewnia odpowiednie trzymanie
przedmiotu podczas jego manipulacji.

1 - cz

ęść

dolna ko

ń

cówki chwytnej

2 - mechanizm kinematyczny zamieniaj

ą

cy

ruch tłoczyska na ruch szcz

ę

k chwytaka

3 - obudowa
4 - tłok

Chwytaki mechaniczne z nap

ę

dem elektrycznym

Chwytaki uniwersalne z dwoma ko

ń

cówkami chwytnymi Seria EGN

Jest to chwytak do szerokiego zakresu czynno

ś

ci zwi

ą

zanych

z manipulacj

ą

elementów o ró

ż

nych wielko

ś

ciach. Jedn

ą

z

jego podstawowych zalet jest z du

ż

e przyspieszenia jak i

wysoka pr

ę

dko

ść

przemieszczania.

Typ

EGN 80

EGN 100

EGN 160

Moment Mx [Nm]

60.0

80.0

170.0

Moment My [Nm]

95.0

100.0

135.0

Moment Mz [Nm]

55.0

70.0

140.0

Siła Fz [N]

1500.0

2000.0

3700.0

1 - mechanizm kinematyczny
2 - prowadnica szcz

ę

ki chwytaka

3 - obudowa
4 - Przkładnia zamieniajaca ruch

obrotowy na post

ę

powy

5 – silnik elektryczny

Parametry chwytaka seria EGN

Typ

EGN 80

EGN 100

EGN 160

Skok szcz

ę

ki chwytka [mm]

8.0

10.0

16.0

Maksymalna siła szcz

ę

k [N]

400.0

720.0

1000.0

Minimalna siła szcz

ę

k [N]

170.0

170.0

250.0

Waga [kg]

0.84

1.35

3.0

Maksymalny

zalecany

ci

ęż

ar

manipulowanego elementu [kg]

2.1

3.3

5.4

Czas zamykania [s]

0.3

0.35

0.5

Czas otwierania [s]

0.3

0.35

0.5

Maksymalne wysuni

ę

cie punktu

chwytu [mm]

100.0

125.0

200.0

Maksymalny ci

ęż

ar szcz

ę

k [kg]

0.6

1.1

3.5

Minimalna temperatura pracy [

°C]

5.0

5.0

5.0

Maksymalna temperatura pracy

[

°C]

65.0

65.0

55.0

Powtarzalno

ść

[mm]

0.01

0.01

0.01

Dokładno

ść

umieszczania [mm]

0.05

0.05

0.05

Maksymalna szybko

ść

[m/s]

80.0

80.0

80.0

Maksymalne

przyspieszenie

[m/s

2

]

4275.0

4275.0

4275.0

Dane elektryczne

Nominalne napi

ę

cie [V]

24.0

24.0

24.0

Nominalne pr

ą

d [A]

2.0

3.0

2.0

Maksymalne pr

ą

d [A]

6.5

6.5

6.5

Dane kontrolera steruj

ą

cego

Dostarczane napi

ę

cie [VDC]

24.0

24.0

24.0

Nominalne pr

ą

d [A]

12.0

12.0

12.0

Maksymalne pr

ą

d [A]

25.0

25.0

25.0

Waga [kg]

0.86

0.86

0.86

Interfaces

I/O, RS 232,

CAN-Bus,

I/O, RS 232,

CAN-Bus,

I/O, RS 232,

CAN-Bus,

Rys. 8.10. Chwytak ze spr

ęż

ystymi ko

ń

cówkami: 1-poło

ż

enie ko

ń

cówki w stanie

spoczynku, 2-poło

ż

enie ko

ń

cówki w stanie uchwycenia obiektu przed rozpocz

ę

ciem

kucia (linia przerywana), 3-poło

ż

enie ko

ń

cówki w stanie uchwycenia obiektu po

zako

ń

czeniu kucia

Rys. 8.11. Chwytaki z elastycznymi ko

ń

cówkami chwytnymi: a) do chwytania wałków,

b) do chwytania tulei, c) pojedyncza elastyczna ko

ń

cówka w stanie spoczynkowym i

roboczym (linia przerywana), d) przykład zastosowania do chwytania wałków

Rys. 8.12. Konstrukcja chwytaka wykorzystuj

ą

cego

efekt pami

ę

ci kształtu: 1-ko

ń

cówki chwytne wykonane

ze stopu Cu-Zn-Al, 2-spr

ęż

yna naciskowa, 3-nakładki

chwytne

Dobór chwytaka mechanicznego siłowego

Dobór chwytaka siłowego jako produktu z konkretnej firmy wymaga liczenia sił.

Dlatego najlepszym przedstawieniem dobóru chwytaka b

ę

dzie przykładowe zadanie:

Dobra

ć

chwytak siłowy pneumatyczny w taki sposób, mo

ż

liwy był transport przedmiotu z

palety na stanowisko monta

ż

u w pozycji takiej jak na rysunku obok. Dane do zadania

przedstawione s

ą

poni

ż

ej.

Dane:

Przy

ś

pieszenie ziemskie:

g = 9.81 [ m/s]

Masa przedmiotu:

m = 0,2 [kg]

Masa ko

ń

cówki chwytnej:

m = 0.06 [kg]

Odległo

ść ś

rodka ko

ń

cówki chwytnej:

r = 60 [mm]

Ś

rodek ci

ęż

ko

ś

ci ko

ń

cówki chwytnej:

x = 40 [mm]

Masowy moment bezwładno

ś

ci:ko

ń

cówki chwytnej:

J = 3 x 10-4 [kg x m2]

Ci

ś

nienie robocze:

p = 600 [kPa]

Współczynnik bezpiecze

ń

stwa:

s = 4

Tarcie pomi

ę

dzy detalem a ko

ń

cówk

ą

µ

= 0.2

Zadanie mo

ż

na rozwi

ą

za

ć

na dwa sposoby, jeden z nich to zaprojektowa

ć

własny

chwytak przeznaczony na swoje potrzeby, lecz jest to kosztowne i czasochłonne. Dla tego
innym korzystniejszym rozwi

ą

zaniem jest zakup naszego chwytaka w firmie zajmuj

ą

cej si

ę

ich

sprzeda

żą

.. W zadaniu wykorzystano katalog firmy Schunk.

Pierwszy

krok

to

wybór

serii

chwytaków

odpowiednich

do

zadania

technologicznego. Po analizie dost

ę

pnych konstrukcji wybrano seri

ę

chwytaków LGR.

W kolejnym kroku wylicza si

ę

warto

ść

siły potrzebnej do utrzymania manipulowanego

przedmiotu w szcz

ę

kach chwytaka

µ

S

g

m

F

d

ch

⋅

⋅

⋅

=

2

1

2

.

0

4

81

.

9

2

.

0

2

1

⋅

⋅

⋅

=

ch

F

]

[

62

.

19

N

F

ch

=

Maj

ą

c wyliczon

ą

sił

ę

kocówek chwytnych i podan

ą

warto

ść

promienia ko

ń

cówek, na tej

podstawie wylicza si

ę

moment chwytaj

ą

cy

M

ch

= F

ch

r

M

ch

= 19.62 x 60 = 1177.2 [Nmm] = 117.7 [Ncm] = 11,77 [Nm]

Typ chwytaka

Moment chwytaj

ą

cy [Nm]

LGR 10-AS

0.36

LGR 16-AS

1.1

LGR 25-AS

5.4

LGR 32-AS

10.0

LGR 40-AS

15.0

Maksymalne warto

ś

ci obci

ąż

e

ń

chwytaków serii LGR

Typ

Mx [Nm]

Mz [Nm]

Fz[Nm]

LGR 10-AS 0.5

0.5

18.0

LGR 16-AS 1.5

1.1

35.0

LGR 25-AS 3.7

2.5

58.0

LGR 32-AS 5.5

3.9

80.0

LGR 40-AS 8.0

6.0

130.0

Na podstawie tabeli przedstawiaj

ą

cej warto

ś

ci momentów

chwytaj

ą

cych jak i warto

ś

ci obliczonej mo

ż

na stwierdzi

ć

i

ż

najbli

ż

sza warto

ść

momentu M wi

ę

ksza od obliczonej warto

ś

ci

momentu M

ch

jest dla chwytaka LGR 40-AS. Po przyj

ę

ciu

chwytaka i sprawdzeniu pozostałych zało

ż

e

ń

zawartych w

tabeli (maksymalne warto

ś

ci obci

ąż

e

ń

chwytaków), nale

ż

y

wykona

ć

obliczenia sprawdzaj

ą

ce.

max

_

max

_

]

[

57

.

1

81

.

9

)

2

.

0

2

1

06

.

0

(

)

2

1

(

]

[

130

statyczne

statyczne

d

c

statyczne

statyczne

F

F

N

g

m

m

F

N

F

〈

=

⋅

⋅

+

=

+

=

=

Warunek spełniony

max

_

max

_

]

[

0824

.

0

]

[

4

.

82

81

.

9

)

60

2

.

0

2

1

40

06

.

0

(

)

2

1

(

]

[

0

.

8

statyczne

ststyczne

d

s

c

statyczne

statyczne

Mx

Mx

Nm

Nmm

g

r

m

x

m

Mx

Nm

Mx

〈

=

=

⋅

⋅

⋅

+

⋅

=

+

=

=

Warunek spełniony

8.5. Projektowanie mechanizmów chwytaka

PRÓBY PRACĄ

CHWYTAK

DOKUMENTACJA KONSTRUKCYJNA

OBLICZENIA I ANALIZY

PROJEKT KONCEPCYJNY

rodzaj napędu

mechanizm ruchu

rodzaj i układ końcówek

komplety wymiennych nakładek

zakres ruchu końcówek

siła chwytu

DANE WEJŚCIOWE

maksymalna masa obiektu

wymiary przedmiotu (rodziny):

przed obróbką

po obróbce

liczba chwytanych obiektów

sposób chwytania

sposób uwalniania

KONFIGURACJA STANOWISKA PRACY

Rys. 8.13. Algorytm projektowania

chwytaków

8.5.2. Przykład obliczania mechanizmu chwytaka ze sztywnymi ko

ń

cówkami

S

F

F

)

x

(

f

F

⋅

=

x

)

x

(

f

y

p

⋅

=

a

F

b

a

F

=

α

=

sin

F

F

1

a

β

=

cos

2

F

F

S

1

S

F

cos

b

2

sin

a

F

β

α

=

S

F

)

+

(

cos

cos

sin

b

2

a

F

β

α

β

α

=

Rys. 8.14. Wyznaczenie sił i przemieszcze

ń

w mechanizmie

chwytaka ze sztywnymi ko

ń

cówkami: a) schemat

kinematyczny, b) rozkład sił w wybranym fragmencie

mechanizmu: F, F, F, F- siły w mechanizmie chwytaka,

αααα

,

ββββ

-

k

ą

ty mi

ę

dzy odpowiednimi członami mechanizmu, a, b, c, l,

h, k, z - parametry konstrukcyjne chwytaka, y - odległo

ść

mi

ę

dzy czubkami ko

ń

cówek chwytnych

)

k

h

(

5

,

0

c

−

=

l

a

2

c

z

l

a

cos

2

2

2

2

−

−

+

=

α

z

cos

l

)

(

cos

a

+

β

=

β

−

α

α

β

+

β

−

α

=

sin

l

)

sin(

a

c

α

−

+

α

α

=

β

cos

l

a

2

l

a

1)

-

cos

(a

z

+

sin

c

a

cos

2

2

S

2

2

2

2

2

2

2

2

2

F

l)]

-

sin

(a

z

+

sin

c

[a

l

a

2

)

c

-

z

l

+

(a

-

l

a

4

)

cos

l

a

2

l

(a

b

2

a

F

α

α

−

α

−

+

=

)

sin(

b

2

h

r

β

−

α

+

=

Rys. 8.15. Charakterystyka statyczna

przykładowego rozwi

ą

zania chwytaka ze

sztywnymi ko

ń

cówkami - dla parametrów

konstrukcyjnych podanych na rysunku

Rys. 8.16. Wpływ długo

ś

ci ramienia a na

przebieg charakterystyki statycznej chwytaka

z rys. 8.14

Rys. 8.16. Wpływ długo

ś

ci na przebieg charakterystyki statycznej chwytaka z rys. 8.14: a)

ł

ą

cznika l, b) długo

ś

ci rozstawienia jarzma i prowadnicy (wymiar c)

Chwytaki podci

ś

nieniowe

Rys. 8.4. Zasada budowy chwytaka

pró

ż

niowego; 1-obiekt manipulowany,

2-elastyczna przyssawka o kształcie

czaszy, 3-kolektor pró

ż

niowy, A-strefa

podci

ś

nienia

Rys. 8.5. Chwytak pró

ż

niowy do arkuszy blach z

dwoma przyssawkami: 1-rami

ę

robota, 2-komora

powietrzna, 3-uchwyt przyssawki, 4-pokrywa, 5-

ś

ruba

nastawcza, 6-przyssawka

Rys. Przyssawka płaska typu PFYN i jej zastosowanie w chwytaku krzy

ż

owym do laminowanych płyt wiórowych

Rys. Przyssawki SPU, Chwytak podci

ś

nieniowy do transportu płyt wiórowych

Dane techniczne płaskich przyssawek PFYN

Typ

Siła

przyssania [N]

Obj

ę

to

ść

[cm]

Min.

promie

ń

krzywizny

pow. [mm]

Zalecana

ś

rednica

przewodu

[mm]

Rodzaj

nypli

PFYN 1

0,03

0,001

2

2

N 001

PFYN 1.5

0,06

0,001

4

2

N 002

PFYN 2

0,12

0,001

2

2

N 003

PFYN 3.5

0,42

0,002

2

2

N 003

PFYN 5

0,75

0,005

4

2

N 004

PFYN 6

1,20

0,008

4

2

N 004

PFYN 8

2,30

0,030

5

2

N 004

PFYN 10

4,00

0,070

6

2

N 004

PFYN 15

9,00

0,400

9

4

N 005

PFYN 20

15,50

0,800

13

4

N 006

PFYN 25

26,50

1,300

18

4

N 007

PFYN 30

34,00

1,300

26

4

N 007

PFYN 35

44,00

2,700

31

4

N 007

PFYN 40

57,70

3,800

37

4

N 007

Przyssawki płaskie SPU

Zastosowanie:
•

Przemieszczanie elementów gładkich o du

ż

ych powierzchniach jak np. tafle szkła

czy płyty z tworzywa sztucznego

•

Seria SPU-B z wzmocnion

ą

warg

ą

uszczelniaj

ą

c

ą

umo

ż

liwia obsług

ę

porowatych

powierzchni w tym drewna

•

Seria SPU-AE z wbudowana funkcja odrzucania pozwala na podnoszenie cienkich
blach (adhezja pomi

ę

dzy blachami zostaje usuni

ę

ta)

•

Seria SPU-TV z czujnikiem kra

ń

cowym odł

ą

cza niepotrzebne przyssawki

zabezpieczaj

ą

c przed dostawaniem si

ę

niepotrzebnego powietrza

Zalety:
•

Uniwersalne wykonanie wargi uszczelniaj

ą

cej

•

Powierzchnia podparcia na spodniej stronie

•

Mała obj

ę

to

ść

własna

•

Szeroka oferta

ś

rednic

•

Optymalny kształt

Dane techniczne płaskich przyssawek SPU

Typ

Siła

przyssani

a [N]

Obj

ę

to

ść

[cm]

Min.

promie

ń

krzywizny pow.

[mm]

Zalecana

ś

rednica

przewodu [mm]

SPU 100 G1/4-IG

380

40

130

9

SPU 125 G1/4-IG

620

70

220

9

SPU 125 G1/4-IG TV 620

70

220

9

SPU 125 G1/4-IG AE 620

60

-

9

SPU 160 G1/2-IG

980

123

350

12

SPU 160 G1/2-IG

TV

980

123

350

9

SPU 160 G1/2-IG

AE

1800

110

-

12

SPU 210 G1/2-IG

1800

226

750

12

SPU 210 G1/2-IG B

1800

301

750

12

SPU 210 G1/2-IG TV 1800

226

750

9

SPU 210 G1/2-IG AE 2600

205

-

12

SPU 250 G1/2-IG

2600

332

-

12

SPU 250 G1/2-IG B

2600

488

-

12

SPU 250 G1/2-IG TV 3690

332

-

12

Przyssawki SPK

Zastosowanie:
•

Obsługa przedmiotów o silnie strukturalnej powierzchni, np. szkło ornamentowe, blacha
ryflowana

•

Seria SPK-TV z czujnikiem kra

ń

cowym odł

ą

cza niepotrzebne przyssawki zabezpieczaj

ą

c

przed dostawaniem si

ę

niepotrzebnego powietrza

Zalety:
•

Kraw

ę

d

ź

uszczelniaj

ą

ca wykonana z dopasowuj

ą

cego si

ę

chloroprenu, zwulkanizowana

z materiałem no

ś

nym, daje optymalne przyleganie do silnie strukturalnych powierzchni

•

Powierzchnia podparcia na spodniej stronie

•

Mała obj

ę

to

ść

własna

•

Szeroka oferta

ś

rednic

Budowa:
•

Trwała i odporna na

ś

cieranie przyssawka z dwuskładnikow

ą

kraw

ę

dzi

ą

uszczelniaj

ą

c

ą

•

Uszczelnienie mocowane jest pewnie na płycie no

ś

nej przy pomocy wyprofilowanego

zatrzasku

•

W przypadku nieszczelno

ś

ci, uszczelnienia wymienia si

ę

niezale

ż

nie

•

Spód płyty no

ś

nej jest całkowicie przykryty w celu osłony przedmiotu

•

Seria SPK-TV ma wbudowany czujnik kra

ń

cowy

Do podnoszenia i przenoszenia gładkich płyt (w poziomie i pionie), których nie ma mo

ż

liwo

ś

ci

chwycenia za kraw

ę

d

ź

stosowane s

ą

chwytaki podci

ś

nieniowe.

Chwytak podci

ś

nieniowy firmy WEH zawiera zintegrowane obwody zasilania, wytwarzania

podci

ś

nienia, sterowania oraz pomiaru podci

ś

nienia.

Dobór chwytaka podci

ś

nieniowego

Proces doboru chwytaka jest procesem który powinien si

ę

odbywa

ć

w

odpowiedniej kolejno

ś

ci. Przedstawiony zostanie na podstawie konkretnego przykładu:

Dane do oblicze

ń

:

Rodzaj elementu
Materiał:

blacha stalowa składowana na paletach

Powierzchnia:

gładka, równa, sucha

Wymiary:

długo

ść

max 2500 mm

szeroko

ść

max 1250 mm

grubo

ść

max 2.5 mm

Masa

około 61 kg

System obsługi

Proces przemieszczania:

poziomo-poziomo

Maksymalne przy

ś

pieszenia:

o

ś

X i Y: 5 m/s2

O

ś

Z: 5 m/s2

Czas cyklu:

30s

Przewidywany czas:

przyssania: <1s
puszczenia: <1s

Krok 1. Ustalenie siły trzymaj

ą

cej

Przyssawki

powinny

istnienie

sił

bezwładno

ś

ci,

których

w

zautomatyzowanej instalacji nie nale

ż

y w

ż

aden sposób ignorowa

ć

. Dla ułatwienia

oblicze

ń

przedstawiono poni

ż

ej trzy najwa

ż

niejsze i najcz

ęś

ciej stosowane przykłady

obci

ąż

e

ń

.

Przykład I – Przyssawki poziomo, siła działaj

ą

ca pionowo

F

TH

= m x (g + a) x S

F

TH

- teoretyczna siła trzymania [N]

m - masa [kg]
g - przyspieszenie ziemskie [9,81 m/s2]
a - przy

ś

pieszenie układu [m/s2]

S - współczynnik bezpiecze

ń

stwa (warto

ść

min. 150% bezpiecze

ń

stwa, w

przypadku elementów krytycznych, porowatych, niejednolitych 200% lub wi

ę

cej)

F

TH

= 61 x (9,81 + 5) x 1,5

F

TH

= 1363 N

Przykład II – Przyssanie poziomo, a siła poziomo

F

TH

= m x (g + a/

µ

) x S

µ

- współczynnik tarcia:

= 0,1 dla zaolejonej powierzchni
= 0,2 … 0,3 do mokrych powierzchni
= 0,5 do drewna, metalu, szkła, kamienia
= 0,6 do porowatych powierzchni

F

TH

= 61 x (9,81 + 5/ 0,5) x 1,5

F

TH

= 1822 N

Przykład III – Przyssanie pionowo, siła pionowo

F

TH

= (m/

µ

) x (g + a) x S

F

TH

= (61 /0,5) x (9,81 + 5) x 2

F

TH

= 3633 N

Dla podanego przykładu oblicze

ń

nie trzeba uwzgl

ę

dnia

ć

III przykładu gdy

ż

blachy b

ę

d

ą

przemieszczane tylko pozycji pionowej. Porównanie wyników z przykładów I i II pokazuje
dla zadania warto

ść

maksymaln

ą

F

TH

= 1822 N w przykładzie II. Warto

ść

ta b

ę

dzie u

ż

ywana

do dalszego doboru przyssawek.

Krok 3. Wybór przyssawek

Wybór przyssawek nast

ę

puje w wi

ę

kszo

ś

ci przypadków zgodnie z nast

ę

puj

ą

cym

kryterium:

Zastosowanie: Istotne dla wyboru przyssawek s

ą

warunki ich zastosowania – praca

wielozmianowa, oczekiwania klienta, agresywna temperatura pracy, itp.
Materiał: Przyssawki wykonywane s

ą

z ró

ż

nych materiałów tak, aby sprosta

ć

wymaganiom stawianym przez gładkie, porowate i zaolejone powierzchnie lub delikatne
elementy.
Powierzchnia: Zale

ż

nie od struktury powierzchni zaleca si

ę

równie

ż

odpowiednie kształty

przyssawek. Do wyboru mamy przyssawki płaski lub mieszkowe, z ró

ż

nymi wargami lub

kraw

ę

dziami uszczelniaj

ą

cymi, oraz w ró

ż

nych kształtach i konstrukcji

Powrót do zadania: Obsługa dotyczyła blach stalowych (2500 x 1500 mm), dla takich
formatów blach stosuje si

ę

na ogół 6 lub 8 przyssawek. Istotnym kryterium dla liczby

przyssawek jest w tym przypadku wyginanie si

ę

arkusza podczas transportu. Maj

ą

c

wyliczon

ą

wcze

ś

niej maksymalna sił

ę

trzymania

F

TH

= 1822 N jak

i liczb

ę

przyssawek n = 6,

Wylicza si

ę

sił

ę

przyssania FS.

F

S

= FTH/n

F

S

= 1822/6

F

S

= 304 N

W powy

ż

szym przykładzie zastosowane b

ę

d

ą

przyssawki typu PFYN 95 NBR z katalogu

firmy SCHMALZ

Obliczenia

ś

rednicy przyssawki

Do absolutnej siły trzymania wa

ż

na jest równie

ż ś

rednica przyssawki zale

ż

na

od wła

ś

ciwo

ś

ci powierzchni danego elementu. Odpowiedni

ą ś

rednice mo

ż

na policzy

ć

przy pomocy poni

ż

szych wzorów.

Przyssanie poziome:

n

Pu

22

.

1

⋅

⋅

=

S

m

d

Przyssanie pionowe

:

µ

⋅

⋅

⋅

=

n

Pu

S

m

d

22

.

1

d -

ś

rednica przyssawki w cm (przy podwójnej wardze –

ś

rednica wewn

ę

trzna, przy

przyssawce mieszkowej –

ś

rednica wewn

ę

trzna wargi uszczelniaj

ą

cej)

m - masa elementu w kg
Pu - podci

ś

nienie w barach

n - liczba przyssawek
S - współczynnik bezpiecze

ń

stwa

Μ

- współczynnik tarcia

Przykład:

Płyta z tworzywa sztucznego:

m = 50kg

Podci

ś

nienie:

Pu = - 0,4 bar

Liczba przyssawek:

n = 4

Współczynnik tarcia:

µ

= 0.5

Współczynnik bezpiecze

ń

stwa: S = 2

5

.

0

4

4

.

0

2

50

22

.

1

⋅

⋅

⋅

=

d

d = 125 mm

W tym przypadku sensowne jest zastosowanie przyssawki firmy Schmalz, typu
PFYN 150 o

ś

rednicy nominalnej 150 mm

Rys. 8.6. Budowa chwytaka elektromagnetycznego: 1-obiekt (np. arkusz blachy), 2-

rdze

ń

elektromagnesu, 3-uzwojenie elektromagnesu, 4-odrzutnik kulkowo-

spr

ęż

ynowy, 5-miejsce mocowania chwytaka

Chwytaki elektromagnetyczne i magnetyczne

Rys. Chwytaki magnetyczne

Chwytaki magnetyczne

Pole magnetyczne uzyskiwane jest poprzez
magnes trwały. Uwalnianie przy pomocy
ci

ś

nienia, ew. podci

ś

nienia.

Zastosowanie:
• Obsługa

perforowanych

blach,

powycinanych laserem elementów i arkuszy z
otworami i wyci

ę

ciami

• Obsługa elementów ferromagnetycznych,
niemo

ż

liwych do uchwycenia przyssawkami

Zalety:
• Pewne

chwytanie

za

pomoc

ą

pola

magnetycznego
• Pole magnetyczne generowane jest przy
pomocy magnesu stałego, wi

ę

c nie wymaga

zasilania
• Sterowane przy pomocy impulsów nad lub
podci

ś

nienia

Dane techniczne chwytaków magnetycznych

Typ

Siła trzymania

[N]

Ci

ś

nienie pracy

[bar]

Temperatura

pracy [

o

C]

Masa [g]

SGM 20 G1/8-A8

8

1.5…6

5…50

15

SGM 47 G1/4-IG

70

1.5…6

5…50

240

SGM 47 G3/8-IG

70

1.5…6

5…50

240

SGM 80 G3/8-IG

300

1.5…6

5…50

820

Dane projektowe chwytaków magnetycznych

Wymiary w mm

Ty p

B

B1

d

D

G1

G2

H

H1

L

LG1

X1

Y1

SGM 20 G1/8-AG

-

-

-

19

G1/8-M

-

20,5

-

-

7,5

-

-

SGM 34 G1/4-IG

32

60,5

6

34

G1/4-F

M4-F

76,5

-

-

13,0

26,0

16,0

SGM 34 G1/4-IG A3

32

60,5

6

34

G1/4-F

-

76,5

29,0

83,3

10,0

-

-

SGM 47 G1/4-IG

32

60,5

6

47

G1/4-F

-

58,0

-

-

10,0

-

-

SGM 47 G3/8-IG

32

60,5

6

47

G3/8-F

-

71,5

-

-

8,0

-

-

SGM 80 G3/8-IG

52

98,5

6

80

G3/8-F

-

66,5

-

-

13,0

-

-

Narz

ę

dzia

Chwytak przyssawkowy du

ż

y

Wykorzystywany do wydobywania

kineskopu z telewizora. Ze wzgl

ę

du na

du

żą

mas

ę

operował nim tylko robot

KUKA.

Chwytak przyssawkowy mały

Ma dwie gumowe przyssawki.

Chwytak mechaniczny du

ż

y

Nap

ę

d chwytaka pneumatyczny.

Znajduje si

ę

kilka zaworów

odpowiednio reguluj

ą

cych ci

ś

nienie,

aby zapobiec zgniataniu

przenoszonego przedmiotu.

Chwytak mechaniczny

Nap

ę

d chwytaka pneumatyczny. Słu

ż

y do

wyjmowania przedmiotów małych,

umieszczonych w trudno dost

ę

pnych

miejscach.

Piła du

ż

a

Nap

ę

d pneumatyczny. Przy ci

ś

nieniu

6 barów i przepływie powietrza 10 l/s

osi

ą

ga moc 400W i maksymaln

ą

pr

ę

dko

ść

obrotow

ą

1100 obr/min.

Piła mała

Nap

ę

d pneumatyczny. Przy ci

ś

nieniu 6

barów i przepływie 7,5 l/s osi

ą

ga moc 350

W. Maksymalna liczba obrotów wynosi

3000 obr/min

Klucz do nakr

ę

tek

Ś

rubokr

ę

t krzy

ż

akowy oraz wkr

ę

tak

Do odkr

ę

cania nakr

ę

tek i

ś

rub przewidziano

dwa narz

ę

dzia. Przy ci

ś

nieniu 6 barów

maksymalna pr

ę

dko

ść

obrotowa wynosi

500 obr/min. W celu unikni

ę

cia zerwania

gwintu, moc została znacznie ograniczona.

Poniewa

ż

pozycja

ś

rub mo

ż

e by

ć

ró

ż

na

dodatkowym wyposa

ż

eniem ka

ż

dego z tych

narz

ę

dzi jest tuleja centruj

ą

ca.

No

ż

yce

U

ż

ywane do przecinania przewodów

elektrycznych

.

Dłuto

U

ż

ywane do usuwania nie rozł

ą

cznych

poł

ą

cze

ń

. Przy ci

ś

nieniu 6 barów i

przepływie powietrza 2,5 l/s ostrze dłuta

wykonuje 900 uderze

ń

na minut

ę

przy

skoku roboczym wynosz

ą

cym 15 mm.

Frezarka

Słu

ż

y do usuwania poł

ą

cze

ń

nitowych, stałych

trzpieni, nierozł

ą

cznych poł

ą

cze

ń

ś

rubowych

itp. Maksymalna pr

ę

dko

ść

obrotowa 20.000

obr/min. Przy ci

ś

nieniu 6 barów i przepływie

powietrza 9,7 l/s frezarka ma moc 300W

Sprz

ę

g narz

ę

dzia

Magazyny narz

ę

dzi

Stół obrotowy