We denken misschien dat productie achter de schermen gebeurt, maar dat is een verkeerde visie. Vanuit een ander perspectief zijn productieketens en ondersteunende infrastructuur de kern van het moderne leven.
Dankzij robotica en automatisering bevindt de productie zich in het centrum van de technische revolutie. Robotica is vandaag de dag extra belangrijk gezien het aantal vacante industriële banen en bedrijven die een concurrentievoordeel nastreven in de globalisering.
Collaboratieve robots (cobots) en geautomatiseerde robotarmen kunnen verschillende soorten gereedschappen gebruiken, afhankelijk van de toepassing en het gewenste resultaat. Een onderscheid dat het waard is om te begrijpen, is tussen pneumatische en elektrische end-of-arm-gereedschappen (EOAT). Dit zijn gereedschappen aan het einde van de manipulatiearm van de robot die worden gebruikt om te interacteren met materialen en werkstukken.
Waarom is dit belangrijk?
Robotica is geen saai onderwerp, maar als je niet al werkzaam bent in de robotica-, productie- of automatiseringssector, kan het wat moeite kosten om je te overtuigen om end-of-arm-gereedschappen te waarderen.
Het spreekt voor zich dat moderne industriële robots niet kunnen tillen, dragen, draaien, snijden, kerven, meten, testen of veel andere taken kunnen uitvoeren zonder gereedschap aan het uiteinde van de arm.
Typische voorbeelden van end-of-arm-gereedschappen zijn:
- Lassers
- Grijpers
- Lasersnijders
- Meetgereedschappen
- Gereedschap voor het verwijderen van materiaal
- Botsings- en krachtkoppelsensoren
- Zuignappen of elektromagnetische lifters
Naast gereedschappen voor snijden, slijpen of polijsten kunnen robotarmen EOAT's gebruiken om tests, kalibraties of inspecties uit te voeren. EOAT's geven robots de mogelijkheid om de taken uit te voeren die wij van hen vragen en ze ondersteunen een groeiend aantal robotplatforms en -toepassingen.
Hieronder gaan we dieper in op de voor- en nadelen van pneumatische en elektrische EOAT's.
Pneumatische EOAT: voor- en nadelen
Zonder de juiste end-of-arm tooling kan een industriële robot de taken die hem worden voorgelegd niet uitvoeren. Ook aan de zakelijke kant zijn er veel zorgen.
Allereerst is er pneumatiek. Pneumatische EOAT is de eerste keuze van robotica-ingenieurs. Maar wat zijn de specifieke voordelen? Enerzijds hebben pneumatische EOAT's een hoge vermogen-tot-formaatverhouding vergeleken met andere opties. Als gevolg hiervan kunnen ze gemakkelijker worden geïnstalleerd in bepaalde robotchassis of industriële werkgebieden. Bedrijven die zich zorgen maken over opstartkosten, kunnen ook beter af zijn met de meer bekende pneumatische actuatoren en EOAT's. De vergelijking gaat verder dan dat, maar het gebruik van pneumatische EOAT's kan het gemakkelijker maken om de kosten vanaf dag één te beheren.
Pneumatische bediening is ideaal voor efficiënte opstellingen waarbij de vorm en grootte van het werkstuk niet zo vaak veranderen. Veel pneumatische EOAT's kunnen slechts één type onderdeel bewerken of bedienen.
Pneumatische EOAT's hebben echter ook hun nadelen. Ze zijn nu de voorkeurskeuze, maar ze hebben aanzienlijke nadelen waardoor ze in de komende jaren wellicht van de fabrieksvloer worden gehaald ten gunste van hun elektrische tegenhangers.
Deze nadelen zijn in sommige gevallen gemakkelijker aan te pakken, maar het is toch de moeite waard om ze te vermelden als bedrijven deze optie overwegen:
- Minder geavanceerde programmeerbaarheid: pneumatische klemmen en andere pneumatische gereedschappen aan het einde van de arm bieden eenvoudige openings- en sluitfuncties vergeleken met de meer programmeerbare elektrische EOAT.
- Beperkte controle over de grip: De elektrische EOAT-grip is veel beter aanpasbaar, hoewel pneumatische varianten basisgripcontrole mogelijk maken door de druk te variëren.
- Vereist perslucht: EOAT's vereisen constant gebruik van perslucht, wat de lopende bedrijfskosten verhoogt.
- Mogelijke kwaliteitsvermindering door smeermiddelen: Verontreinigingen in persluchtsystemen kunnen een bedreiging vormen voor bepaalde bijzonder kwetsbare producten, zoals voedingsmiddelen, afhankelijk van de toepassing.
Elektrische EOAT: voor- en nadelen
De engineering community kijkt steeds meer naar elektrische end-of-arm tools als een logisch alternatief voor pneumatische mechanische arm tools. Hoewel ze veel van dezelfde functies kunnen bieden, zijn elektrische actuatoren en EOAT's op een aantal belangrijke manieren veel flexibeler.
Dit zijn de voordelen van elektrisch gereedschap met eindarm:
- Betere programmeerbaarheid en controle: De gemotoriseerde EOAT biedt de gebruiker aanzienlijke en programmeerbare controle over positionering, gereedschapskracht, verplaatsingsafstand en verplaatsingssnelheid. Deze functies zijn essentieel wanneer materiaal-, product- of onderdeelafmetingen regelmatig veranderen.
- Eenvoudig systeem en installatie: Het voordeel van het gebruik van een elektrische EOAT is de eliminatie van luchtcompressoren en de bijbehorende onderhouds- en vervangingscycli. De relatieve eenvoud van elektrische actuatoren en EOAT's is aantrekkelijk voor organisaties met beperkt technisch personeel.
- Gemakkelijkere controle bij lagere druk: Zoals eerder vermeld, bieden pneumatische gereedschappen alleen basisdrukcontrole. Bij lagere druk is het moeilijk om nuttige kracht uit het gereedschap te halen. Elektrische varianten elimineren dit nadeel door grip te bieden, zelfs tijdens delicate handelingen.
- Minder strenge ruimtevereisten: omdat pneumatische besturingen op elk willekeurig moment volledig open of gesloten zijn, is er om veiligheidsredenen vaak meer ruimte nodig als er kleinere onderdelen worden gebruikt.
Een van de weinige nadelen van gemotoriseerde EOAT's zoals klemmen is dat ze, zoals besproken, doorgaans duurder zijn dan hun pneumatische analogen. Pneumatische componenten kunnen op dag één goedkoper zijn, maar hun bedrijfskosten (inclusief persluchttoevoer) kunnen de ROI beïnvloeden. Elektrische EOAT's kunnen daarentegen op dag één meer kosten, maar de onderhoudskosten zijn lager.
Deze kosten-batenafweging van motorisering is het overwegen waard voor bedrijven die willen (her)investeren in industriële robots.
Selectie van elektrische en pneumatische gereedschappen met eindarm
Er zijn andere manieren waarop uw beoogde toepassing uw keuze van gereedschapseindarm beïnvloedt. Zo zijn er steeds minder pneumatische grijpers en luchtgereedschappen uitgerust met klemdetectiesensoren. Gemotoriseerde EOAT's kunnen gemakkelijker worden geïntegreerd in de evoluerende IoT (Internet of Things)-infrastructuur van een bedrijf voor gegevensverzamelingsdoeleinden.
Uiteindelijk kunnen elektrische actuatoren en gereedschappen een schaalbaardere optie blijken te zijn voor de slankere, groenere toekomst van gedistribueerde, betaalbare productieapparatuur met een hoge mix en volume.