Podem pensar que la fabricació passa darrere de les escenes, però aquesta és la visió equivocada. Des d'una altra perspectiva, les cadenes de subministrament de fabricació i la infraestructura de suport es troben al cor de la vida moderna.
Gràcies a la robòtica i l'automatització, la fabricació es troba al centre de la revolució de l'enginyeria. La robòtica és especialment important avui a causa del nombre de llocs de treball industrials vacants i d'empreses que busquen un avantatge competitiu en la globalització.
Els robots col·laboratius (cobots) i els braços robòtics automatitzats poden utilitzar diferents tipus d'eines segons l'aplicació i el resultat desitjat. Una distinció que val la pena entendre és entre les eines d'extrem de braç pneumàtiques i elèctriques (EOAT). Es tracta d'eines a l'extrem del braç de manipulació del robot que s'utilitzen per interactuar amb materials i peces de treball.
Per què importa això?
La robòtica no és un tema avorrit, però tret que ja treballeu a la indústria de la robòtica, la fabricació o l'automatització, pot ser que us convingui una mica perquè us preocupeu per les eines de final de braç.
N'hi ha prou amb dir que els robots industrials moderns no poden aixecar, transportar, girar, tallar, tallar, mesurar, provar o moltes altres tasques sense eines d'extrem de braç.
Alguns exemples típics d'eines d'extrem de braç inclouen:
- Soldadors
- Pinces
- Talladores làser
- Eines de mesura
- Eines d'eliminació de material
- Sensors de parell de força i xoc
- Ventoses o elevadors electromagnètics
A més de les eines per tallar, esmolar o polir, els braços dels robots poden utilitzar EOAT per realitzar proves, calibratges o inspeccions. Els EOAT donen als robots la capacitat de realitzar les tasques que els demanem i admeten un nombre creixent de plataformes i aplicacions.
A continuació, veurem més de prop els avantatges i els contres dels EOAT pneumàtics i elèctrics.
EOAT pneumàtic: avantatges i inconvenients
Sense les eines de l'extrem del braç adequats, un robot industrial no pot realitzar les tasques que s'havien establert abans. També hi ha moltes preocupacions en l'àmbit empresarial.
El primer i principal és la pneumàtica. Pneumatic EOAT és la primera opció dels enginyers de robòtica. Però quins són els avantatges concrets? D'una banda, els EOAT pneumàtics tenen una alta relació potència-mida en comparació amb altres opcions. Com a resultat, es poden instal·lar més fàcilment en determinats xassís de robots o zones de treball industrial. Les empreses preocupades pels costos de posada en marxa també poden estar millor fent servir els actuadors pneumàtics i els EOAT més familiars. l'equació va més enllà, però l'ús d'EOAT pneumàtics pot facilitar la gestió dels costos del primer dia.
El funcionament pneumàtic és ideal per a configuracions eficients on la forma i la mida de la peça no canvien amb tanta freqüència. Molts EOAT pneumàtics només poden mecanitzar o fer funcionar un tipus de peça.
Tanmateix, els EOAT pneumàtics no estan exempts dels seus inconvenients. Ara són l'opció preferida, però tenen importants inconvenients que poden veure'ls retirats de la fàbrica a favor dels seus homòlegs elèctrics en els propers anys.
Aquests inconvenients són més fàcils d'abordar en alguns casos, però val la pena tenir en compte que les empreses consideren aquesta opció:
- Programabilitat menys avançada: les pinces pneumàtiques i altres eines pneumàtiques d'extrem de braç ofereixen funcions d'obertura i tancament senzilles en comparació amb l'EOAT elèctric més programable.
- Control limitat sobre l'adherència: l'adherència elèctrica EOAT és molt més personalitzable, tot i que les variants pneumàtiques poden permetre un control bàsic d'adherència variant la pressió.
- Requereix aire comprimit: els EOAT requereixen un ús constant d'aire comprimit, la qual cosa augmenta els seus costos d'operació.
- Possible compromís de qualitat a causa dels lubricants: els contaminants dels sistemes d'aire comprimit poden representar una amenaça per a alguns productes especialment delicats, com els aliments, segons l'aplicació.
EOAT elèctric: pros i contres
La comunitat d'enginyers busca cada cop més les eines elèctriques d'extrem de braç com a alternativa lògica a les eines de braç mecànic pneumàtic. Tot i que poden oferir moltes de les mateixes funcions, els actuadors elèctrics i els EOAT són molt més flexibles en alguns aspectes clau.
Aquests són els avantatges de les eines elèctriques d'extrem de braç:
- Millor programabilitat i control: l'EOAT motoritzat proporciona a l'usuari un control important i programable sobre el posicionament, la força de l'eina, la distància de recorregut i la velocitat de desplaçament. Aquestes característiques són essencials quan les dimensions del material, producte o peça canvien regularment.
- Sistema i configuració senzills: l'avantatge d'utilitzar un EOAT elèctric és l'eliminació dels compressors d'aire i els seus cicles de manteniment i substitució associats. La relativa simplicitat dels actuadors elèctrics i dels EOAT és atractiva per a organitzacions amb personal d'enginyeria limitat.
- Control més fàcil a pressions més baixes: com s'ha esmentat anteriorment, les eines pneumàtiques només proporcionen un control bàsic de pressió. A pressions més baixes, és difícil obtenir força útil de l'eina. Les variants elèctriques eliminen aquest inconvenient proporcionant adherència fins i tot durant operacions delicades.
- Requisits d'espai menys estrictes: com que els controls pneumàtics estan totalment oberts o tancats en un moment donat, solen requerir més amortiment d'espai per raons de seguretat mentre s'utilitzen peces més petites.
Un dels pocs inconvenients dels EOAT motoritzats com les pinces és que, com s'ha comentat, solen ser més cars que els seus anàlegs pneumàtics. Els components pneumàtics poden ser més barats el primer dia, però els seus costos operatius (inclòs el subministrament d'aire comprimit) poden afectar el ROI. En canvi, els EOAT elèctrics poden costar més el primer dia, però els costos de manteniment són més baixos.
Aquest equilibri cost-benefici de la motorització és una cosa que val la pena tenir en compte per a les empreses que busquen invertir o reinvertir en robots industrials.
Selecció d'eines d'extrem de braç elèctriques i pneumàtiques
Hi ha altres maneres en què l'aplicació prevista afecta l'elecció del braç final de l'eina. Per exemple, cada cop hi ha menys pinces pneumàtiques i eines d'aire que estan equipades amb sensors de detecció de pinces. Els EOAT motoritzats es poden integrar més fàcilment a la infraestructura IoT (Internet de les coses) en evolució d'una empresa amb finalitats de recollida de dades.
En última instància, els actuadors i les eines elèctrics poden resultar ser una opció més escalable per al futur més lleuger i verd dels equips de fabricació distribuïts, de gran barreja, de gran volum i assequibles.