La tecnología robótica facilita el desarrollo de pinzas y ventosas

Las pinzas se han convertido en una parte esencial del manejo de materiales en industrias que van desde la fabricación de productos electrónicos hasta el ensamblaje de automóviles. Por ejemplo, solo en América del Norte, el mercado de pinzas tiene un valor aproximado de 100 millones de dólares y se espera que esta cifra crezca a una tasa anual del 5 %.

El crecimiento en el uso de pinzas está relacionado con el auge de la robótica, incluida la necesidad de que los robots asuman tareas especiales y manejen piezas de trabajo cada vez más complejas. Como resultado, los diseñadores ahora tienen más tipos de accesorios para elegir que nunca. Pero con los desarrollos recientes en robótica y tecnología de sujeción, puede ser difícil saber qué pinza es la mejor para una aplicación en particular.

Pinza mecánica

Cuando se trata de aplicaciones de manipulación, las mordazas neumáticas y electromecánicas son las más comunes. Las pinzas neumáticas, que representan el 90 % del mercado, tienden a ser más ligeras y rentables que las pinzas eléctricas. También tienen mayor agarre, manejan velocidades de ciclo más rápidas y son más adecuados para entornos hostiles.

Las pinzas eléctricas, por otro lado, ofrecen una mayor precisión y brindan a los usuarios un mejor control de la fuerza y ​​la carrera. Al mismo tiempo, tienden a ser más pesados ​​debido a sus motores y otros componentes internos, lo que también aumenta su costo inicial.

Ya sean eléctricas o neumáticas, las pinzas mecánicas se dividen en varias categorías de diseño. Por ejemplo, las pinzas paralelas contienen dedos que se separan directamente. Las pinzas paralelas de dos dedos son las más comunes y representan el 85 % del mercado de pinzas mecánicas. El diseño de tres dedos puede manejar objetos redondos y realizar funciones de centrado.

Otros desgarradores mecánicos incluyen versiones radiales y angulares, donde los dedos se abren en ángulo. Las pinzas radiales pueden abrirse hasta 180 grados, lo que les permite manejar piezas de trabajo de diferentes tamaños. Las pinzas angulares solo pueden abrirse hasta 30 grados, pero son más rápidas que las pinzas radiales.

Otras consideraciones importantes al elegir una pinza mecánica incluyen la fuerza de agarre, la fuerza de guía de las mordazas y la propia pinza, todo lo cual depende de la naturaleza de la pieza de trabajo. En general, cuanto más largos sean los dedos de la pinza, más largo será el brazo de palanca, lo que aplica más torsión a las mordazas. Además, el diseño de dedo plano proporciona un agarre basado en la fricción para piezas voluminosas o duraderas, mientras que el diseño del paquete es mejor para piezas lisas que requieren una colocación precisa. La forma del dedo de sellado coincide con el objeto que se mueve, como un objeto redondo curvo, lo que ayuda a que la pinza sostenga el objeto en su lugar y evita que la pieza se caiga si pierde presión.

Por ejemplo, una empresa se acercó a nosotros en busca de una pinza para una aplicación de procesamiento de alimentos. La pinza tenía que levantar la bandeja grande de pasta seca, girar la bandeja para descargar la pasta en el transportador y volver a colocar la bandeja en su lugar. La bandeja es grande, de unos 4 x 2 pies. También están hechos de metal y pesan 15 libras. Otras consideraciones importantes incluyen: Medio ambiente. La plantilla funcionará a temperatura ambiente. Se seca al aire pero contiene algo de polvo de pasta. Restricciones de diseño. Las abrazaderas tenían que soportar mucha fuerza porque la plataforma de 15 libras tenía que girar y sacudirse mucho.

Para cumplir con estos requisitos, recomendamos cuatro mordazas mecánicas HGPT de alta resistencia. Sus pistones ovalados aumentan su agarre en objetos pesados ​​en un 30%. También cuentan con puertos de aire sellados para evitar que las partículas de pasta entren en las guías de la mordaza.

Pinza suave y adaptable

Las pinzas flexibles y adaptables pueden manejar piezas de trabajo de todas las formas, tamaños y orientaciones, lo que permite a las empresas instalar automatización en áreas que antes eran imposibles de instalar. No tienen bordes afilados, por lo que los alimentos, el vidrio y otros artículos frágiles se pueden levantar y mover sin dañar ni marcar la superficie. También son ideales para espacios de trabajo pequeños. Sin embargo, las empuñaduras mecánicas blandas son menos precisas y funcionan más lentamente que las variantes mecánicas. También son más susceptibles a la suciedad, el aceite y otros contaminantes.

Las pinzas suaves y adaptables suelen presentar un diseño innovador similar a una pinza para adaptarse a la pieza de trabajo contorneada. Por ejemplo, el DHAS de Festo presenta una estructura de rayos de aleta, llamada así por el movimiento de la cola del pez. Dos bandas flexibles que se encuentran en un triángulo en la parte superior están conectadas por nervaduras. Usando bisagras flexibles, estas nervaduras se espacian a intervalos regulares para crear una conexión flexible pero fuerte. Disponible en longitudes de 60, 80 y 120 mm, esta serie es ideal para aplicaciones de recoger y colocar con piezas frágiles o de forma irregular. Las empuñaduras están hechas de materiales que cumplen con la FDA, ideales para la industria de alimentos y bebidas.

accesorio de vacío

La ventosa combina una ventosa y un generador de vacío. Compactas y flexibles, estas pinzas requieren poco espacio de trabajo y pueden manejar una amplia variedad de objetos a alta velocidad. Pero los accesorios de vacío aumentan los costos de mantenimiento y operación;Las ventosas tienden a desgastarse rápidamente, mientras que los generadores consumen mucho aire comprimido y pueden obstruirse fácilmente si hay polvo u otros contaminantes presentes.

Cuando se trata de ventosas, es importante tener en cuenta la pieza de trabajo al seleccionar los materiales. Por ejemplo, las ventosas de nitrilo, poliuretano y vitón son ideales para piezas de trabajo aceitosas y comunes, mientras que las de silicona son mejores para alimentos y objetos calientes o fríos. El poliuretano también es adecuado para piezas de trabajo ásperas, mientras que Viton puede manejar objetos de alta temperatura. El caucho de nitrilo antiestático es ideal para la electrónica.

La forma de la copa es otro factor importante, especialmente al agarrar objetos: las copas planas son adecuadas para objetos redondos, delgados o firmes, mientras que las copas redondas son mejores para objetos redondos, grandes o delicados.

En general, para superficies planas o ligeramente onduladas, utilice una copa estándar. Especifique copas de fuelle para piezas de trabajo flexibles y partes con superficies biseladas, abovedadas y redondeadas. Los vasos corrugados también son adecuados para botellas de vidrio, bombillas y otros artículos frágiles. Las copas ovaladas son una buena opción para piezas de trabajo alargadas o rectangulares. Las copas extra profundas son ideales para piezas de trabajo redondas y abovedadas, brindan un soporte más rígido que los tipos de fuelle y manejan movimientos laterales dinámicos de alta velocidad.

Las fuentes de vacío se dividen en dos categorías: bombas/sopladores de vacío electromecánicos y generadores/eyectores de vacío accionados por aire comprimido. En general, las bombas y soplantes electromecánicos pueden proporcionar un alto vacío (hasta 99,99 %) y tasas de succión (hasta 1200 m3/hora). Sin embargo, estas máquinas tienden a ser pesadas y grandes, y requieren un depósito con tuberías complejas. También funcionan continuamente, por lo que consumen mucha corriente, lo que genera calor.

Los generadores accionados por aire comprimido, especialmente las unidades de una sola etapa, superan muchas de estas limitaciones. Son más compactas, ligeras y fáciles de instalar que las bombas y soplantes electromecánicos. Incluyen subsistemas de plomería más simples, requieren costos iniciales más bajos y no tienen conexiones eléctricas que agregan complejidad y crean una acumulación de calor perjudicial. Aunque estas unidades pueden aumentar las tasas de consumo de aire, muchas máquinas ahora tienen características de ahorro de energía para reducir estas tasas de consumo.

En términos generales, las pinzas de vacío son ideales para aplicaciones de manipulación de materiales, como fabricantes de acero, cintas transportadoras, ensamblaje electrónico y robótica industrial;Tareas de alimentos y empaque, incluyendo enlatado, embotellado, tapado, paletizado, llenado, embolsado, sellado, transporte, empaquetado y etiquetado;y aplicaciones de impresión tales como alimentación de papel y manejo de papel.

pinza magnética

Las pinzas magnéticas (p. ej., interruptores magnéticos) pueden manejar objetos metálicos como láminas de metal y pueden realizar tareas como despaletización, herramientas de pinza y recolección de contenedores. Las abrazaderas magnéticas están limitadas a aplicaciones que involucran metales ferrosos. En el lado positivo, requieren un consumo mínimo de aire para funcionar, por lo que pueden ahorrar hasta un 90 % en costos de energía en comparación con los soportes de ventosas. Otros beneficios incluyen:

  • Gran agarre. Las pinzas magnéticas utilizan un campo magnético poco profundo, lo que les permite manejar el despaletizado. Por ejemplo, con una pila de piezas metálicas, la pinza magnética solo puede recoger una pieza a la vez.
  • Verdadero encendido/apagado. El imán puede cerrarse completamente y mantenerse limpio;Cualquier relleno de metal sobrante del proceso de producción se desprenderá de inmediato.
  • rápidamente. La pinza magnética se puede activar en 250 milisegundos, ahorrando un valioso tiempo de ciclo.
  • seguro. Ofrecen un rendimiento a prueba de fallas y no dejarán caer piezas en caso de un corte de energía o un corte de energía.

En última instancia, elegir el accesorio adecuado depende de varias variables, incluido el tamaño y la forma de la pieza de trabajo, las condiciones de funcionamiento, la industria, los requisitos de energía y el costo. En algunos casos, las aplicaciones pueden requerir accesorios personalizados. Si este es el caso, su equipo de ingeniería deberá trabajar con una empresa que pueda proporcionarlos.

Michael Guelker y Daren O’Driscoll trabajan en Gestión de productos/Transmisiones neumáticas Festo , Canadá.

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