通过从气缸切换到直线电机，机器和设备制造商 Keller HCW 成功地开发了一项创新，即具有高有效载荷的通用机器人抓手，甚至可以安全、轻柔地抓取、分离和移动敏感产品。电动直接驱动器不仅负责夹具的高灵活性，而且还保证了气动驱动器无法实现的可重复性、动态性、精度以及最后但并非最不重要的能源效率。
由Keller HCW开发的带直线电机的机器人抓手可以普遍使用，甚至可以安全，轻柔地抓取敏感产品，并在放下之前将它们分组。（图片来源：凯勒HCW）
空心砖、水杯、猫粮包、海狸尾巴、纸巾包、网球——凯勒 HCW 的新型机器人抓手可以安全、用力地处理它们。这家机器和设备制造商最近通过演示装置证明了这一点，该装置在慕尼黑的Automatica贸易展览会上引起了很多关注。Keller HCW的机器人抓手多年来一直在砖厂和其他重粘土行业的公司中证明自己。例如，它们用于抓取尚未燃烧的砖（模制砖），并将它们放置在一定距离处，以确保最佳的干燥和烧制过程。砖块以大约 20 到 30 个坯料的固结棒的形式送入连续运行的传送带上的抓手。夹持器抓取整个杆，在机器人运动过程中将单个砖块带到最佳距离，然后将它们作为一个组再次放在特殊的载体或传送带上。“这里的挑战是模制砖的强度可能会有所不同，因此我们只能在有限的夹持力和接近速度下移动。此外，只有一个有限的时间窗口，在此期间，砖必须被连续的进料传送带抓取，“Dipl.-Ing解释道。Reinhold Ungruhe，Keller HCW GmbH自动化和电气工程主管。 到目前为止，主要使用与气动驱动器一起工作的机器人抓手已用于分离砖块，但也用于重粘土行业的其他处理过程。
以前气动装置将调整行程限制为 10 mm
但是，由于气缸的行程有限且调节速度相对较慢，调整路径不得超过 10 mm。当不同的砖形状和格式在同一条线上运行时，这是一个缺点，现在这种情况越来越多。例如，在发达的工业国家，现在几千块瓷砖，包括必要的特殊瓷砖（如边缘和脊瓦），这是在一条生产线上以客户专门生产房屋屋顶所需的。
在实践中，这意味着到目前为止，砖厂经常为每个机器人购买多个抓手 - 主要是6轴机器人 - 并交替使用它们，以便能够涵盖所有格式和类型。然而，由于每个抓手的购置成本约为 50,000 欧元，这占用了公司的大量资金。或者，用户可以选择每个机器人只购买一个夹持器，并在需要更改格式或类型时对其进行转换。为了最大限度地减少用户的这些耗时的转换，Keller实施了混合夹持器，其中气动驱动的夹持器通过旋转伺服驱动器进行调整，以便能够将更多的砖块格式和类型分组到同一个夹具上。
调整气动装置需要确定的直觉
“然而，在实践中调整气动装置非常困难，”Reinhold Ungruhe承认。“如果仅仅是因为气动执行器的行为因环境温度而异，因此只能在有限的范围内精确调整抓取点和夹持力。”压缩空气中的冷凝和其他杂质完成其余的工作。此外，气缸不是免维护的：例如，它们必须上油。密封件也会树脂化或泄漏，尤其是在驱动器的高工作频率下，因此必须更换整个气缸。
因此，Keller更进一步，开发了一种完全电动的演示夹具，没有这些缺点。LinMot 的 01 台 PS37-120Sx120-HP-N 型直线电机可移动直接连接的夹具。它们的最大行程为 122 mm，最大力为 <> N，设计特别紧凑。
PS01系列的LinMot直线电机PS37-120Sx01-HP-N需要的空间很小，具有大冲程和高最大力的特点。（图片来源：林摩）
直线电机的高动态性和可重复性 “直线电机
可以比气动驱动器更精确地控制，并且更具动态性。它们还可以在短时间内处理更长的行驶距离，“凯勒自动化和电气工程专家总结了这些优势。砖块的放置
图案可以通过系统的用户界面指定，只需按一下按钮即可更改 - 无需任何耗时的转换或夹具更改。与气动驱动器不同，夹持力也可以直接控制。这种能力、大行程与高动态性相结合，在很大程度上是这样一个事实，即夹具可以如此普遍地使用，并且可以像坚固的产品一样可靠地处理罐子或纸板容器等敏感产品。新型夹持器中的直线电机由LinMot C12系列的1100个ProfiNet伺服控制器控制，这些控制器专为气动缸被直线电机取代的应用而设计。控制器的高度为146mm，宽度为26.6mm，深度为106mm，非常紧凑和轻便。“这对于抓手的有效载荷很重要，因为我们希望将控制器直接放置在夹持器上，以将穿过机器人的电缆数量降至最低，”Reinhold Ungruhe解释道。然而，通过消除以前需要的阀岛、机械部件和传感器，以及电驱动器的更高灵活性和可重复性，通常弥补了额外重量的缺点。“对于该系列，使用LinMot多轴模块或公司带有集成驱动电子设备的分布式电机也将是进一步减轻重量和空间的一种选择，”自动化专家补充道。
由于使用了直线电机，凯勒HCW的新型机器人抓手臂不需要气动装置，因此节省了运营成本和环境（图片来源：凯勒HCW）
环保且经济
在发达国家，用户关注的是电动直接驱动的另一个方面：能源的经济利用。“越来越多的重粘土产品制造商发现其生产的能源效率是一个显着特征和促进销售的形象因素，”Reinhold Ungruhe报道。
压缩空气不适合图片，因为它是最低效的能源之一，因此也是最昂贵的能源。执行器中只有大约 5% 的能量可用作有用功率。特别是在快速气缸的情况下，高噪音水平表明直接意义上浪费了大量能量。电动推杆的较高购买成本很快收回成本。即使保守计算，它最多三年后也能收回成本，其效率约为 97%。因此，难怪越来越多的公司正在努力在其生产过程中完全不使用压缩空气。例如，凯勒最近实现了一种设备，可以在没有气动的情况下用岩棉完全堵塞空心块。“在慕尼黑Automatica展会上，夹持器引起了极大的兴趣，证实了我们的评估，即重型粘土行业以外的许多行业也在追随这一趋势，并正在寻找基于直线电机的灵活可靠的夹持和分离解决方案，”Reinhold Ungruhe说，乐观地展望了不久的将来。
