通過(guò)從氣缸切換到直線電機(jī)，機(jī)器和設(shè)備制造商 Keller HCW 成功地開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)創(chuàng)新，即具有高有效載荷的通用機(jī)器人抓手，甚至可以安全、輕柔地抓取、分離和移動(dòng)敏感產(chǎn)品。電動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)器不僅負(fù)責(zé)夾具的高靈活性，而且還保證了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的可重復(fù)性、動(dòng)態(tài)性、精度以及最后但并非最不重要的能源效率。
由Keller HCW開(kāi)發(fā)的帶直線電機(jī)的機(jī)器人抓手可以普遍使用，甚至可以安全，輕柔地抓取敏感產(chǎn)品，并在放下之前將它們分組。（圖片來(lái)源：凱勒HCW）
空心磚、水杯、貓糧包、海貍尾巴、紙巾包、網(wǎng)球——?jiǎng)P勒 HCW 的新型機(jī)器人抓手可以安全、用力地處理它們。這家機(jī)器和設(shè)備制造商最近通過(guò)演示裝置證明了這一點(diǎn)，該裝置在慕尼黑的Automatica貿(mào)易展覽會(huì)上引起了很多關(guān)注。Keller HCW的機(jī)器人抓手多年來(lái)一直在磚廠和其他重粘土行業(yè)的公司中證明自己。例如，它們用于抓取尚未燃燒的磚（模制磚），并將它們放置在一定距離處，以確保最佳的干燥和燒制過(guò)程。磚塊以大約 20 到 30 個(gè)坯料的固結(jié)棒的形式送入連續(xù)運(yùn)行的傳送帶上的抓手。夾持器抓取整個(gè)桿，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將單個(gè)磚塊帶到最佳距離，然后將它們作為一個(gè)組再次放在特殊的載體或傳送帶上?！斑@里的挑戰(zhàn)是模制磚的強(qiáng)度可能會(huì)有所不同，因此我們只能在有限的夾持力和接近速度下移動(dòng)。此外，只有一個(gè)有限的時(shí)間窗口，在此期間，磚必須被連續(xù)的進(jìn)料傳送帶抓取，“Dipl.-Ing解釋道。Reinhold Ungruhe，Keller HCW GmbH自動(dòng)化和電氣工程主管。 到目前為止，主要使用與氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器一起工作的機(jī)器人抓手已用于分離磚塊，但也用于重粘土行業(yè)的其他處理過(guò)程。
以前氣動(dòng)裝置將調(diào)整行程限制為 10 mm
但是，由于氣缸的行程有限且調(diào)節(jié)速度相對(duì)較慢，調(diào)整路徑不得超過(guò) 10 mm。當(dāng)不同的磚形狀和格式在同一條線上運(yùn)行時(shí)，這是一個(gè)缺點(diǎn)，現(xiàn)在這種情況越來(lái)越多。例如，在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，現(xiàn)在幾千塊瓷磚，包括必要的特殊瓷磚（如邊緣和脊瓦），這是在一條生產(chǎn)線上以客戶(hù)專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)房屋屋頂所需的。
在實(shí)踐中，這意味著到目前為止，磚廠經(jīng)常為每個(gè)機(jī)器人購(gòu)買(mǎi)多個(gè)抓手 - 主要是6軸機(jī)器人 - 并交替使用它們，以便能夠涵蓋所有格式和類(lèi)型。然而，由于每個(gè)抓手的購(gòu)置成本約為 50,000 歐元，這占用了公司的大量資金?；蛘?，用戶(hù)可以選擇每個(gè)機(jī)器人只購(gòu)買(mǎi)一個(gè)夾持器，并在需要更改格式或類(lèi)型時(shí)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了最大限度地減少用戶(hù)的這些耗時(shí)的轉(zhuǎn)換，Keller實(shí)施了混合夾持器，其中氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的夾持器通過(guò)旋轉(zhuǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行調(diào)整，以便能夠?qū)⒏嗟拇u塊格式和類(lèi)型分組到同一個(gè)夾具上。
調(diào)整氣動(dòng)裝置需要確定的直覺(jué)
“然而，在實(shí)踐中調(diào)整氣動(dòng)裝置非常困難，”Reinhold Ungruhe承認(rèn)?！叭绻麅H僅是因?yàn)闅鈩?dòng)執(zhí)行器的行為因環(huán)境溫度而異，因此只能在有限的范圍內(nèi)精確調(diào)整抓取點(diǎn)和夾持力。”壓縮空氣中的冷凝和其他雜質(zhì)完成其余的工作。此外，氣缸不是免維護(hù)的：例如，它們必須上油。密封件也會(huì)樹(shù)脂化或泄漏，尤其是在驅(qū)動(dòng)器的高工作頻率下，因此必須更換整個(gè)氣缸。
因此，Keller更進(jìn)一步，開(kāi)發(fā)了一種完全電動(dòng)的演示夾具，沒(méi)有這些缺點(diǎn)。LinMot 的 01 臺(tái) PS37-120Sx120-HP-N 型直線電機(jī)可移動(dòng)直接連接的夾具。它們的最大行程為 122 mm，最大力為 <> N，設(shè)計(jì)特別緊湊。
PS01系列的LinMot直線電機(jī)PS37-120Sx01-HP-N需要的空間很小，具有大沖程和高最大力的特點(diǎn)。（圖片來(lái)源：林摩）
直線電機(jī)的高動(dòng)態(tài)性和可重復(fù)性 “直線電機(jī)
可以比氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器更精確地控制，并且更具動(dòng)態(tài)性。它們還可以在短時(shí)間內(nèi)處理更長(zhǎng)的行駛距離，“凱勒自動(dòng)化和電氣工程專(zhuān)家總結(jié)了這些優(yōu)勢(shì)。磚塊的放置
圖案可以通過(guò)系統(tǒng)的用戶(hù)界面指定，只需按一下按鈕即可更改 - 無(wú)需任何耗時(shí)的轉(zhuǎn)換或夾具更改。與氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器不同，夾持力也可以直接控制。這種能力、大行程與高動(dòng)態(tài)性相結(jié)合，在很大程度上是這樣一個(gè)事實(shí)，即夾具可以如此普遍地使用，并且可以像堅(jiān)固的產(chǎn)品一樣可靠地處理罐子或紙板容器等敏感產(chǎn)品。新型夾持器中的直線電機(jī)由LinMot C12系列的1100個(gè)ProfiNet伺服控制器控制，這些控制器專(zhuān)為氣動(dòng)缸被直線電機(jī)取代的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。控制器的高度為146mm，寬度為26.6mm，深度為106mm，非常緊湊和輕便。“這對(duì)于抓手的有效載荷很重要，因?yàn)槲覀兿Ｍ麑⒖刂破髦苯臃胖迷趭A持器上，以將穿過(guò)機(jī)器人的電纜數(shù)量降至最低，”Reinhold Ungruhe解釋道。然而，通過(guò)消除以前需要的閥島、機(jī)械部件和傳感器，以及電驅(qū)動(dòng)器的更高靈活性和可重復(fù)性，通常彌補(bǔ)了額外重量的缺點(diǎn)。“對(duì)于該系列，使用LinMot多軸模塊或公司帶有集成驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備的分布式電機(jī)也將是進(jìn)一步減輕重量和空間的一種選擇，”自動(dòng)化專(zhuān)家補(bǔ)充道。
由于使用了直線電機(jī)，凱勒HCW的新型機(jī)器人抓手臂不需要?dú)鈩?dòng)裝置，因此節(jié)省了運(yùn)營(yíng)成本和環(huán)境（圖片來(lái)源：凱勒HCW）
環(huán)保且經(jīng)濟(jì)
在發(fā)達(dá)國(guó)家，用戶(hù)關(guān)注的是電動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)方面：能源的經(jīng)濟(jì)利用?！霸絹?lái)越多的重粘土產(chǎn)品制造商發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)的能源效率是一個(gè)顯著特征和促進(jìn)銷(xiāo)售的形象因素，”Reinhold Ungruhe報(bào)道。
壓縮空氣不適合圖片，因?yàn)樗亲畹托У哪茉粗?，因此也是最昂貴的能源。執(zhí)行器中只有大約 5% 的能量可用作有用功率。特別是在快速氣缸的情況下，高噪音水平表明直接意義上浪費(fèi)了大量能量。電動(dòng)推桿的較高購(gòu)買(mǎi)成本很快收回成本。即使保守計(jì)算，它最多三年后也能收回成本，其效率約為 97%。因此，難怪越來(lái)越多的公司正在努力在其生產(chǎn)過(guò)程中完全不使用壓縮空氣。例如，凱勒最近實(shí)現(xiàn)了一種設(shè)備，可以在沒(méi)有氣動(dòng)的情況下用巖棉完全堵塞空心塊。“在慕尼黑Automatica展會(huì)上，夾持器引起了極大的興趣，證實(shí)了我們的評(píng)估，即重型粘土行業(yè)以外的許多行業(yè)也在追隨這一趨勢(shì)，并正在尋找基于直線電機(jī)的靈活可靠的夾持和分離解決方案，”Reinhold Ungruhe說(shuō)，樂(lè)觀地展望了不久的將來(lái)。
