Грипперы

Грипперы — это устройства, используемые в робототехнике и автоматизированных системах для захвата, удержания и переноса объектов. Они играют ключевую роль в автоматизации, позволяя роботам взаимодействовать с физическим миром через манипуляцию предметами.

Грипперы бывают различных типов и конструкций, адаптированных для выполнения специфических задач. Они могут быть одно- или двухпальцевыми, трех- и четырехпальцевыми, а также адаптивными или мягкими для деликатной работы. Некоторые грипперы включают интеллектуальные сенсоры, которые измеряют давление, угол захвата и расположение объекта, что обеспечивает более точный и безопасный захват.

Конструкция, принцип работы и функционал

Типы грипперов:

Используют параллельно движущиеся пальцы для захвата:

Эти грипперы идеально подходят для захвата объектов одинаковой формы и размера. Они имеют высокую прочность и стабильность, что делает их популярными в промышленности. Параллельные грипперы часто оснащены прецизионными линейными направляющими, что позволяет обеспечивать минимальные отклонения при захвате. Их ключевыми характеристиками являются высокая жесткость и возможность адаптации под различные приводы — пневматические, электрические или гидравлические. Они находят применение в обработке мелких деталей, сборке компонентов и автоматизированных проверках качества.

Захватывают объекты через движение под углом:

Угловые грипперы подходят для ограниченного пространства и могут обрабатывать более разнообразные формы объектов. Они широко применяются в сборочных линиях и роботизированных системах. Такие грипперы имеют поворотный механизм, который позволяет изменять угол захвата, обычно в диапазоне от 20° до 180°, в зависимости от задач. Угловые грипперы особенно удобны для работы с асимметричными объектами, в условиях, требующих высокую маневренность, например, в автомобилестроении или точной механике, где требуется доступ к деталям в труднодоступных местах.

Используют вакуумное всасывание для захвата:

Эти грипперы отлично подходят для обработки легких и хрупких объектов, таких как стекло или листы из тонкого материала. Вакуумные грипперы работают за счёт разрежения воздуха, создаваемого вакуумными насосами или эжекторами, что позволяет удерживать предметы безопасно и надёжно. Они используются в электронике, логистике и упаковке, где важна деликатная работа с объектами. Для повышения надёжности захвата некоторые модели оснащены системой контроля уровня вакуума и функцией быстрой компенсации потерь давления.

Применяют магнитные силы для захвата объектов:

Используются для захвата металлических объектов, обеспечивая надёжное удержание без механического контакта. Магнитные грипперы бывают электромагнитными и постоянными магнитами. Электромагнитные грипперы позволяют управлять силой захвата и могут отключаться при подаче сигнала, что ускоряет процессы захвата и освобождения объектов. Широко применяются в металлургии и машиностроении для перемещения тяжёлых металлических деталей и конструкций. Для безопасной эксплуатации некоторые грипперы оснащены системой аварийного удержания в случае потери питания.

Отличительные особенности

Грипперы отличаются разнообразием конструкций и принципов работы в зависимости от задач и условий эксплуатации. Они могут быть разработаны для специфических форм и материалов, предлагая дополнительные функции, такие как вращение и адаптация к неровным поверхностям. С развитием технологий грипперы становятся более многофункциональными и энергоэффективными.

Их универсальность позволяет решать задачи в различных индустриальных приложениях, обеспечивая безопасность и точность работы автоматизированных систем.

Современные грипперы оснащены датчиками давления и захвата, которые помогают точно контролировать силу и момент захвата. Это особенно важно при работе с деликатными или хрупкими материалами, такими как стекло, тонкие металлические листы или компоненты электроники. Датчики обеспечивают высокий уровень обратной связи с системой управления, что снижает вероятность повреждения деталей и повышает точность позиционирования.

Новые технологии позволяют грипперам иметь модульную конструкцию, где отдельные элементы, такие как пальцы захвата или приводы, можно легко заменить или настроить в зависимости от задачи. Это повышает гибкость в промышленном использовании и снижает затраты на замену и модернизацию оборудования. В некоторых моделях используется система быстрой смены захватов, которая значительно ускоряет переналадку роботизированной линии при смене обрабатываемых изделий.

Многие грипперы сегодня могут оснащаться функцией вращения вокруг одной или нескольких осей, что увеличивает их маневренность и позволяет более точно позиционировать объект в пространстве. Это особенно важно в случаях, где необходимо сложное перемещение и ориентация, такие как сборка компонентов, требующих точного соединения. Грипперы с функцией вращения часто применяются в автомобилестроении, сборке электроники и при работе с нестандартными геометрическими объектами.

Для повышения энергоэффективности многие грипперы используют приводы с низким потреблением энергии, а некоторые модели поддерживают режимы «спящего» состояния или низкой мощности при отсутствии нагрузки. Это снижает общие эксплуатационные расходы и делает такие грипперы экологически более устойчивыми, что особенно важно для производств, стремящихся минимизировать углеродный след.

С учётом разнообразия материалов и сложных геометрий, грипперы стали использовать специализированные покрытия и материалы, устойчивые к износу и химическим воздействиям. В частности, покрытие пальцев грипперов материалами с высокой сцепляемостью или антикоррозийными покрытиями повышает долговечность и надёжность, позволяя эксплуатировать грипперы в условиях повышенной влажности, высоких температур или при контакте с химически активными веществами.

Основные производители и их модели:

1. Festo — один из ведущих мировых производителей автоматизации, предлагающий грипперы для различных применений.

• Festo HGPL — гриппер с высокими захватными усилиями, предназначенный для работы с тяжёлыми деталями.
• Festo HGP — компактный гриппер, идеально подходящий для автоматизации сборочных процессов.
• Festo HGC — электрический гриппер с высокой скоростью захвата и адаптивными характеристиками.

2. Schunk — известный производитель, предлагающий широкий ассортимент грипперов для робототехники и автоматизации.

• Schunk PGN-plus — универсальный параллельный гриппер с высокой жёсткостью и разнообразными опциями для индивидуализации.
• Schunk EGP — электрический гриппер, обеспечивающий точность и управление в условиях автоматизации.
• Schunk JGP — мини-гриппер, оптимизированный для работы в ограниченных пространствах.

3. Zimmer Group — компания с международным признанием, производящая грипперы с высокой точностью и надёжностью для различных промышленных применений.

• Zimmer GPP5000 — мощный параллельный гриппер, обеспечивающий точный захват и высокое усилие для тяжёлых промышленных задач.
• Zimmer GH6000 — компактный угловой гриппер, специально разработанный для ограниченных пространств и точных манипуляций.
• Zimmer GEH6000IL — интеллектуальный электрический гриппер с программируемыми настройками, идеально подходит для автоматизированных производственных процессов.

4. Parker Hannifin — мировой лидер в области автоматизации, предлагающий разнообразные решения для захвата.

• Parker G1 — универсальный гриппер с возможностью настройки для различных применений.
• Parker G2 — компактный гриппер с высокими показателями захвата и скоростью.
• Parker G3 — электрический гриппер с интегрированными датчиками для точного контроля.

5. SMC — японский производитель, известный своими пневматическими компонентами и грипперами.

• SMC MHZ2 — легкий и компактный гриппер, предназначенный для точной обработки мелких деталей.
• SMC MHF2 — пневматический гриппер с высокой скоростью работы и низким уровнем вибрации.
• SMC MGP — гриппер с многофункциональной конструкцией для универсальных задач.

6. Robot System Products (RSP) — компания, предлагающая решения для автоматизации и робототехники.

• RSP GGP — гриппер, разработанный для гибких и адаптивных производственных процессов.
• RSP RGP — электрический гриппер с высокой чувствительностью и точностью захвата.
• RSP PGP — компактный гриппер для работы в ограниченных пространствах.

7. Applied Robotics — производитель, специализирующийся на интеграции автоматизации и робототехники.

• Applied Robotics S6 — гриппер с высокими захватными усилиями, предназначенный для работы с тяжёлыми компонентами.
• Applied Robotics AG — компактный и легкий гриппер для высокоскоростной автоматизации.
• Applied Robotics IR — гриппер с интуитивным управлением и высокими показателями адаптивности.

8. Piab — шведская компания, предлагающая решения для вакуумной технологии и автоматизации.

• Piab piGRIP — вакуумный гриппер с возможностью захвата различных форм и материалов.
• Piab KVP — универсальный гриппер для работы с тяжёлыми деталями.
• Piab PVP — компактный вакуумный гриппер для автоматизированных производств.

9. OnRobot — производитель, специализирующийся на грипперах и других устройствах для робототехники.

• OnRobot RG2 — универсальный гриппер, идеально подходящий для автоматизации производственных процессов.
• OnRobot RG6 — мощный гриппер для захвата крупных и тяжёлых объектов.
• OnRobot VG10 — вакуумный гриппер для захвата плоских предметов, обеспечивающий высокую надёжность.

10. ElectroCraft — производитель, предлагающий решения для автоматизации с акцентом на высокую точность и надёжность.

• ElectroCraft GRS — гриппер с высокой грузоподъёмностью и возможностью точной настройки.
• ElectroCraft GRM — гриппер, спроектированный для быстрого и эффективного захвата.
• ElectroCraft GRW — компактный электрический гриппер с интуитивным управлением.

Тенденции и решения, популярные на рынке

Грипперы становятся все более адаптируемыми и интеллектуальными благодаря интеграции с системами искусственного интеллекта и сенсорной технологией. Возрастает внимание к разработке грипперов, способных работать с объектами различной текстуры и формы без необходимости переналадки оборудования.

Одним из ключевых трендов является развитие коллаборативных роботов с интегрированными грипперами, которые могут эффективно работать вместе с человеком, обеспечивая высокий уровень безопасности. Также увеличивается спрос на экологически чистые и энергоэффективные решения.

Современные грипперы оснащаются различными типами датчиков, включая тактильные и оптические, что позволяет им выполнять более сложные задачи. Например, использование машинного зрения позволяет грипперам адаптироваться к различным формам и размерам объектов в реальном времени, что значительно увеличивает их универсальность и сокращает время на переналадку. Системы машинного обучения обеспечивают грипперам возможность «учиться» на основе предыдущего опыта, что улучшает их производительность и эффективность в автоматизированных процессах.

В последние годы наблюдается рост интереса к модульным грипперам, которые можно настраивать под конкретные задачи. Эти устройства позволяют производителям легко заменять компоненты и адаптировать грипперы под изменения в производственных процессах, что особенно важно в условиях быстроменяющегося рынка. Кроме того, многие производители стремятся создавать решения, соответствующие принципам устойчивого развития, разрабатывая грипперы из переработанных материалов и используя энергоэффективные технологии.

Грипперы играют важную роль в робототехнических и автоматизированных системах, способствуя улучшению производственных процессов и повышения эффективности. Благодаря разнообразию конструкций и видов, они способны решать сложные задачи в самых разных областях, от промышленности до медицины. Постоянное развитие технологий и интеграция с новыми системами делает грипперы еще более значимыми для будущего автоматизации.