Пневмозахват для тяжелой заготовки выбирают не по одному параметру «масса детали». Для надежной работы необходимо оценить способ удержания, усилие в точке контакта, длину рабочих пальцев, положение центра тяжести, ускорения робота или портала, а также нагрузку при разгоне, торможении и повороте детали.
Если захват подобран только по весу, в реальном цикле заготовка может сместиться, проскользнуть или создать недопустимую моментную нагрузку на кулачки, направляющие и кисть робота. Особенно это критично при загрузке станков ЧПУ, перемещении металлоконструкций, ступиц, сварных рам, литых деталей и других изделий с большим вылетом или смещенным центром тяжести.
Для тяжелых задач мы в KIPVALVE предлагаем усиленные двухпальцевые параллельные пневмозахваты серии VGTJ. В зависимости от модели серия имеет ход одного пальца от 100 до 125 мм, усилие свыше 10 000 Н и может использоваться для заготовок массой до 800 кг при соблюдении условий конкретного исполнения и расчетной схемы захвата.
Почему нельзя выбирать захват только по массе заготовки
Максимальная масса детали в характеристиках модели является ориентиром для заданных условий удержания. Она не учитывает все особенности конкретной роботизированной ячейки.
На фактическую нагрузку влияют:
- положение центра тяжести заготовки;
- длина рабочих пальцев и вылет детали;
- материал и состояние поверхности;
- наличие масла, СОЖ, пыли или окалины;
- способ удержания: фрикционный или геометрический;
- ускорения и торможение робота;
- ориентация детали при перемещении;
- частота рабочих циклов;
- масса переходной плиты, пальцев, датчиков и дополнительной оснастки;
- необходимость поворота детали.
Например, заготовка массой 100 кг с центром тяжести, вынесенным далеко от зоны захвата, может создать большую моментную нагрузку, чем более тяжелая, но компактная деталь. Поэтому при подборе необходимо рассчитывать не только вертикальную силу удержания, но и допустимые моменты на кулачках и корпусе захвата.
В нашем инженерном руководстве указано, что чрезмерно длинные и тяжелые пальцы увеличивают инерцию при открытии и закрытии, снижают допустимую грузоподъемность захвата и сокращают ресурс оборудования.
Сначала определите способ удержания детали
Фрикционный захват
При фрикционном захвате деталь удерживается за счет силы трения между рабочими пальцами и ее поверхностью. Такой вариант требует запаса по усилию, особенно при работе с гладкими, масляными или покрытыми СОЖ деталями.
Фрикционный захват может применяться для плоских, цилиндрических, корпусных и профильных заготовок, если рабочие пальцы имеют подходящую форму и достаточную площадь контакта.
Геометрический захват
При геометрическом удержании пальцы опираются на бурт, паз, выступ, отверстие или другую конструктивную особенность детали. Такое решение часто надежнее для тяжелых заготовок, поскольку нагрузка воспринимается не только трением.
Для крупногабаритных изделий, сварных рам, ферм, ступиц и деталей со сложным профилем геометрическое удержание обычно предпочтительнее. Оно позволяет снизить риск смещения заготовки при ускорении, повороте или экстренной остановке.
Как выбрать тип пневмозахвата для тяжелой заготовки
Усиленные модели VGFR
Параллельные пневмозахваты серии VGFR подходят для задач с повышенными нагрузками, где требуется компактная конструкция, синхронное движение двух кулачков и возможность работы с более длинными рабочими пальцами.
В серии используется многозубая направляющая. По техническим характеристикам она рассчитана на более высокую грузоподъемность, уменьшает люфт и помогает сохранить точность движения при нагрузках по сравнению с классической Т-образной направляющей.
VGFR стоит рассматривать для металлических деталей среднего веса, загрузки и выгрузки станков, перемещения корпусов, заготовок, втулок, профильных изделий и деталей, которые удерживаются за две противоположные поверхности.
Сверхмощные пневмозахваты VGTJ
Серия VGTJ предназначена для тяжелых и крупногабаритных заготовок. Это двухпальцевые параллельные захваты на хромированном штоке с подшипниками скольжения. Их применяют в автоматизированных линиях, при работе с металлическими конструкциями, ступицами, рамами и другими изделиями, которые требуют большого хода и высокого усилия захвата.
Для серии VGTJ предусмотрены модели:
- VGTJL70-250 — вариант с удлиненным ходом, который в техническом руководстве указан как решение для захвата ступиц и других изделий;
- VGTJM115-530 — усиленный захват с двумя цилиндрами, реечной синхронизацией и возможностью механической самоблокировки;
- VGTJS150-580 — модель для наиболее тяжелых задач, также с двумя цилиндрами, реечной синхронизацией и возможностью самоблокировки.
При этом нельзя писать или воспринимать серию как универсальное решение «для деталей до 800 кг». Допустимая масса всегда зависит от конструкции пальцев, расположения центра тяжести, коэффициента трения, направления перемещения, скорости цикла и способа удержания.
Как длина пальцев влияет на выбор захвата
Рабочие пальцы определяют фактическое усилие в зоне контакта с деталью. Чем больше вылет пальцев, тем выше нагрузка на кулачки и направляющие.
При слишком длинных пальцах возникают риски:
- снижение усилия в точке контакта;
- увеличение момента изгиба;
- появление вибраций при ускорении;
- ухудшение повторяемости;
- деформация корпуса или направляющих;
- сокращение срока службы захвата.
Если требуемая длина пальцев выходит за пределы допустимой для выбранной модели, правильнее увеличить типоразмер захвата, а не компенсировать проблему повышением давления. Мы рекомендуем при превышении допустимой длины пальцев рекомендуется выбирать захват на размер больше.
Центр тяжести и момент инерции: главные параметры для тяжелых деталей
Для тяжелой детали нужно оценить не только массу, но и то, где находится ее центр тяжести относительно точки крепления захвата и кисти робота.
Чем дальше центр тяжести вынесен:
- тем выше нагрузка на направляющие и корпус;
- тем больше момент на фланце робота;
- тем сложнее обеспечить стабильность при разгоне и торможении;
- тем выше риск смещения детали при повороте;
- тем больше требований к жесткости переходных плит и пальцев.
Особенно внимательно нужно рассчитывать захватный узел, если деталь длинная, асимметричная, имеет консольный вылет или переносится в вертикальном положении. Производитель робота также задает ограничения по нагрузке на кисть, поэтому суммарную массу захвата, пальцев, переходной плиты и детали необходимо проверять вместе с положением центра тяжести.
Когда нужна механическая самоблокировка
Для тяжелых деталей следует заранее определить, что должно произойти при падении давления воздуха или аварийной остановке оборудования.
Исполнения с механической самоблокировкой могут поддерживать заданное положение захвата при снижении давления:
- NC — поддержание закрытого положения;
- NO — поддержание открытого положения.
Самоблокировка может повысить устойчивость зажимного действия, но не заменяет проектирование общей системы безопасности. Для тяжелой заготовки важно оценить риск падения, траекторию движения робота, доступ персонала к рабочей зоне и действия оборудования после перезапуска.
Нужен ли поворотный блок для тяжелой детали
Поворотный блок необходим, если заготовку требуется изменить по ориентации, развернуть перед подачей в станок или совместить загрузку и выгрузку в одном цикле.
В этом случае рассчитывается уже весь узел:
- масса захвата;
- масса пальцев;
- масса детали;
- вылет оснастки;
- момент инерции;
- крутящий момент поворотного блока;
- энергия торможения;
- жесткость крепления.
Для тяжелых деталей нельзя рассчитывать только на встроенный буфер поворотного блока. При большой массе заготовки рекомендуется предусматривать внешнее буферное устройство для поглощения ударной силы и отдельно оценивать жесткость механической части.
Какие данные нужны для подбора тяжелого пневмозахвата
Чтобы подобрать захват для тяжелой заготовки без ошибок, подготовьте:
- чертеж или 3D-модель детали;
- массу и габариты;
- материал и состояние поверхности;
- размеры зоны захвата;
- положение центра тяжести;
- способ удержания: фрикционный или геометрический;
- требуемое направление перемещения;
- ускорения и время цикла;
- данные по роботу, порталу или манипулятору;
- необходимость поворота, компенсации или самоблокировки;
- температуру, загрязненность и другие условия рабочей зоны.
Для критичных операций также рекомендуется предусмотреть датчики контроля положения. Для серии VGTJ предусмотрена возможность установки двух индуктивных датчиков KIPPRIBOR LA08.
Подбор захватного узла под тяжелую деталь
Пневмозахват для тяжелых деталей — это часть системы, а не самостоятельный элемент. Надежность зависит от правильной связки:
захват + рабочие пальцы + переходная плита + датчики + пневмоподготовка + при необходимости поворотный или компенсационный модуль.
Для работы захвата требуется очищенный сжатый воздух. Влага, масло и пыль могут вызывать износ, коррозию, заклинивание подвижных элементов и нестабильное срабатывание оборудования.
Отправьте чертеж или 3D-модель заготовки, и наши специалисты KIPVALVE помогут подобрать пневмозахват для тяжелых деталей, рабочие пальцы, датчики, поворотный блок и компоненты пневмосистемы под конкретный цикл производства.
Часто задаваемые вопросы
Какой пневмозахват выбрать для детали весом более 100 кг?
Начинать нужно не с массы, а с анализа геометрии, центра тяжести, способа удержания, длины пальцев и направления движения. Для тяжелых задач можно рассматривать сверхмощные параллельные захваты VGTJ, но конкретную модель необходимо выбирать после проверки нагрузки и условий цикла.
Можно ли увеличить грузоподъемность захвата за счет давления воздуха?
Только в пределах, допустимых для конкретной модели. Повышение давления не компенсирует чрезмерный вылет пальцев, слабую конструкцию оснастки или смещенный центр тяжести детали.
Когда нужен геометрический захват?
Он нужен, когда деталь имеет бурт, паз, отверстие, выступ или другой контур, за который можно надежно опереться пальцами. Для тяжелых деталей это часто безопаснее, чем удержание только за счет трения.
Зачем для тяжелой детали нужны датчики положения?
Датчики помогают контролировать, что захват полностью открылся или закрылся, а деталь не была потеряна до начала следующего действия. Это особенно важно при загрузке ЧПУ, повороте узла и автоматической передаче между позициями.
Дата публикации: