Что такое захват?
Проще говоря, захваты — это устройства, которые позволяют роботам поднимать и удерживать предметы. В сочетании с манипулятором-роботом для совместной работы (или «коботом») захваты позволяют производителям автоматизировать ключевые процессы, такие как инспекция, сборка, подбор и размещение оборудования и уход за машиной.
Полезно думать о захватах, похожих на человеческую руку; они расположены на конце руки и позволяют сочетать силу руки с ловкостью кисти. Эта комбинация открывает огромный спектр возможностей для обработки материалов с помощью cobots, от укладки больших коробок до работы с крошечными, деликатными электронными компонентами.
Существует множество различных типов захватов, доступных для использования с UR cobots. Конструкция некоторых захватов очень похожа на человеческие руки, в комплекте с пятью пальцами, но это не всегда так. Существуют захваты с двумя и тремя пальцами, захваты в форме когтей, механические захваты, захваты с большими присосками и даже захваты, которые выглядят как наполненные воздухом мешки. При таком большом выборе может быть трудно определить, какие типы захватов роботов лучше всего подходят для тех или иных применений.
В этой статье мы рассмотрим наиболее популярные захваты в производстве. Мы также кратко опишем некоторые варианты, которыми располагают производители при выборе захвата, и рассмотрим некоторые плюсы и минусы различных типов роботизированных захватов для различных применений.

ТИПЫ ЗАХВАТОВ
Выбор захвата для вашего кобота может показаться непростой задачей, особенно при таком большом количестве различных типов захватов в робототехнике и таком большом количестве пересекающихся терминов.
Однако для общих целей захваты можно разделить на 5 основных типов, причем каждый тип отличается методами, используемыми для приведения в действие и/или управления самим захватом.

Вакуумные захваты
Вакуумные захваты используют разницу между атмосферным давлением и вакуумом для подъема, удержания и перемещения предметов. Как правило, вакуум (или «вакуумный поток») создается миниатюрным электромеханическим насосом или насосом с приводом от сжатого воздуха. Вакуумный поток должен быть непрерывным, чтобы ваш робот мог безопасно удерживать подобранный им предмет.
Захваты со сжатым воздухом производят в четыре-десять раз больше энергии, чем их электромеханические аналоги, что делает их хорошо подходящими для подъема тяжелых грузов. Однако вакуумные захваты с электромеханическим приводом отлично подходят для применений, требующих высокой степени мобильности.
Вы обнаружите, что вакуумные захваты используются для автоматизации широкого спектра задач, но одним из наиболее популярных применений этого типа захватов является упаковка и укладывание на поддоны.
Например, норвежский производитель мяса Norturad внедрил cobot UR10, оснащенный вакуумным захватом, для оптимизации операций по укладке на поддоны.

DCL Logistics, сторонняя логистическая компания, базирующаяся в Соединенных Штатах, оснастила UR10e cobot вакуумным захватом aPiab piCOBOT для сбора и упаковки товаров в коробки в центре выполнения заказов компании.

Преимущества вакуумных захватов включают в себя возможность обрабатывать множество различных типов предметов (даже когда эти предметы расположены неправильно) и более низкую цену по сравнению с другими типами захватов. К недостаткам относятся дополнительные затраты на электроэнергию для питания сжатых воздушных или вакуумных насосов и чувствительность к запыленности.
Пневматические захваты
Пневматический захват использует сжатый воздух и поршни для приведения в действие своих «челюстей» (также известных как «пальцы»). Пневматические захваты, наиболее часто встречающиеся в конфигурациях с 2 и 3 пальцами, являются универсальными инструментами, которые могут использоваться в широком диапазоне применений.
Например, небольшая механическая мастерская Toolcraft Inc, расположенная в Вашингтоне, США, выбрала пневматический захват PHD PneuConnect для автоматизации сложной трехоперационной задачи по уходу за станком внутри станка с ЧПУ. В сочетании с aUR5ecobot (который обеспечивает повторяемость до 30 микрон) система смогла поместить детали в ЧПУ и, когда станок с ЧПУ закончил свою работу, окунуть готовую деталь в промывочный раствор и пропустить ее через воздушную струю, прежде чем окончательно поместить промытую и высушенную деталь на стойку для доставка.

К плюсам пневматических захватов относятся низкая стоимость, большой диапазон усилия захвата, возможность работы в стесненных условиях и быстрое время отклика. Однако пневматические захваты лучше всего подходят для обработки отдельных типов деталей, поэтому они могут не подойти, если на вашем предприятии производится много изделий малого объема / высокой смешиваемости. Этот тип захвата также обеспечивает ограниченное усилие и контроль положения и требует для работы сжатого воздуха.
Гидравлические захваты
Приводимые в действие гидравлическими жидкостями, гидравлические захваты обеспечивают большую мощность захвата, чем их пневматические аналоги, что делает их идеальными для применения в тяжелых условиях эксплуатации.
Основным преимуществом гидравлических захватов является их превосходная сила захвата, но при этом они имеют ряд недостатков, в том числе дополнительную сложность обращения с маслом, насосом и резервуаром. Следовательно, гидравлические захваты, как правило, требуют большего технического обслуживания, чем другие типы захватов.
Электрические захваты
Электрические захваты являются популярным выбором для многих применений cobot, включая уход за машинами и подбор и размещение. Хотя они не обеспечивают такого же уровня мощности захвата, как гидравлические захваты, они подходят для применений, требующих высокой скорости и небольшого / умеренного усилия захвата. Электрические захваты обычно выпускаются в конфигурациях с двумя и тремя челюстями, при этом захваты с 3 челюстями часто выбираются, когда необходимо обрабатывать круглые / цилиндрические предметы.
Например, STAMIT, компания по производству станков с ЧПУ, базирующаяся в Чешской Республике, использовала электрический захват a2-finger от Robotiq и aUR10cobot для выполнения задач по обслуживанию станков с ЧПУ в своей производственной среде с высоким уровнем смешивания (4000 объектов с различным инструментом и 12 миллионов деталей в год).

Определяющей особенностью электрических захватов для автоматизации производства является контроль. Большинство электрических захватов оснащены микропроцессорами, которые позволяют изменять силу и скорость захвата. Добавление датчика усилия позволяет электрическим захватам легко обрабатывать различные типы деталей. С другой стороны, хотя электрические захваты с каждым годом становятся все мощнее, в целом они, как правило, обеспечивают меньшую силу захвата, чем пневматические захваты, и, как правило, они более дорогие.
Примечание о терминологии захвата
Выше мы разделили типы захватов на основе методов, используемых для приведения в действие захвата, но существуют и другие способы различения типов захватов, например, по форме, что приводит к таким терминам, как «параллельный захват», «мягкий захват» и «угловой захват». Возможно, вы также сталкивались с такими терминами, как «адаптивный захват», «механический захват» и «клешня». Пока не беспокойтесь об этой дополнительной терминологии; она будет рассмотрена в разделах, где мы более подробно рассмотрим различные типы захватов.
КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ РОБОТИЗИРОВАННЫЙ ЗАХВАТ?
При выборе захвата следует учитывать несколько факторов, но наиболее важным является то, что вы ориентируетесь на конкретное применение, которое имеете в виду. Универсальные роботы облегчают вам эту задачу благодаря экосистеме UR+, которая предоставляет широкий ассортимент захватов, специально разработанных для решения наиболее распространенных производственных задач. Тем не менее, все еще есть несколько важных вопросов, которые следует задать при выборе захвата для вашего кобота:

Будет ли захват обрабатывать один предмет или смесь?
Какие виды товаров – например, продукты питания, электрические компоненты — будут обрабатываться?
Какой формы предметы, для обработки которых вам нужен захват? (Плоский, изогнутый, неправильной формы)
Нужна ли вам обратная связь с данными от самого захвата?
Какая полезная нагрузка потребуется захвату?
Нужно ли будет захвату работать в стесненных условиях?

ТИПЫ КОНЕЧНЫХ ЭФФЕКТОРОВ
Термин «концевой эффектор» или «Инструмент на конце руки» (EOAT) используется для описания любого устройства, прикрепленного к концу руки робота. Захваты — это один из типов концевых эффекторов, но существует множество других. Например, интеллектуальная камера, прикрепленная к концу руки робота, может быть использована для помощи в выполнении инспекционных задач. Или концевой эффектор сварочного инструмента может быть присоединен к cobot и использоваться для безопасной автоматизации сварочных работ.

Для дозирования используются другие конечные эффекторы. Например, AIM FD400 предназначен для обеспечения точной подачи жидкостей средней вязкости (таких как смазка и силикон) в пределах производственной установки.