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电动夹爪迎来与气动夹爪的***PK,究竟谁能赢(下)

作者:法拉第-MRO供应链 浏览:69 发表时间:2020-12-28 08:47:19

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气动夹爪在工业自动化领域中曾被许多人认为是永远不会改变的产品形态,近年来也受到由驱控一体高度集成组成的电动夹爪的挑战与冲击。从国内外的产品占比中就可以看出国外电动夹爪已经开始加快对气动夹爪市场的替代,电动夹爪已经占到了17.8%,每年保持14%左右的增长速度,有专家预测,未来3-5年电动夹爪将超越气动夹爪的市场占比。国内目前仍然以气动夹爪为主,价格高、售后服务难是阻挡电动夹爪在国内普及应用的主要因素。

钧舵之星列出了14项技术指标,在上一篇文章中,作者针对前5项性能进行了详细的比较,本文将对以下几个指标进行比较(接上篇)

图1 电动夹爪PK气动夹爪

     


6、张开位置调整能力

电动夹爪除了力控能力外,与气动夹爪相比,还有一个突出优点就是抓取行程的调整能力。如前文所述,气动夹爪气缸的缸径决定了抓取力,气缸行程决定了夹爪的抓取行程,电磁阀的通断决定了气动夹爪的开合,除此之外,气动夹爪的行程几乎是不能调整的。

电动夹爪的行程可调,会带来几个方面的好处:

1)工厂使用的夹爪规格会大量减少

由于行程可调整,意味着夹爪的相对调整能力会增加,一个夹爪可适应多个工件,因此对于集成商来讲规格减少会降低成本和库存管理的难度。

2)在狭窄空间下的多工序操作能力

        在我们了解到的许多应用中,都需要机器人完成多个工序的连续操作。比如,在PCB板电装车间,需要机械手从多层电路板中取料,随后,将电装完的电路板放置在下一工位,安装板上连接器,传动的气动夹爪是无法完成这一工作的,因为两个连续的操作需要夹爪两种张开状态实现两个不同产品大小大小位置。

图2 汉灵夹爪执行电路板操作 

3)生产线调整不用对控制程序进行编程调整

由于电动夹爪的调整能力,生产线改线时,只需要用一个手持工具改变电动夹爪的内部参数设置即可,也就是说电动夹爪的工位在线编程能力,可以让客户拿着工件快速设置,而不用去改变集成商的总控PLC的程序。这样就为集成商的产线调整缩短了时间和成本。


7、抓取信息反馈

由开环到闭环,是自动化的一个必然趋势。气动夹爪本身属于一种开环的控制形态,本身无法实现状态反馈,也就是说在生产线运行时每个节拍抓没抓到工件,其本身是不知道的,如果想获得抓取状态,需要增加额外的传感器,通过传感器将信息反馈至终端的PLC控制器。这样就会增加两类成本:

1)传感器的成本及传感器的调制器成本;

2)编程成本和施工成本。

熟悉工业自动化现场的都知道,有太多的故障是因为没有信息反馈,气动夹爪在抓取不牢或掉件的情况下,仍然按照原来既定节拍动作,致使造成进一步的设备破坏和停机。

        

图3 钧舵汉灵夹爪状态指示设计

然而,电动夹爪本身是一个闭环的系统,可以通过总线很方便的把抓取状态反馈给控制系统,由于本身具有感知单元,发生故障是可以紧急停机,通过状态指示灯对故障进行报警,并通过状态指示实现快速故障定位和排查。这个智能的系统,可以快速恢复生产线运行,为集成商减少损失。

     


8、标准化程度

钧舵之星在《看透气动夹爪伪标准品本质后,它还会是我们的***选择么》一文中,已经对气动夹爪的伪标准品属性进行了全面阐述,在此不做赘述。如果想了解,请点击如下链接https://mp.weixin.qq.com/s/ZldoQ5a4joEOB4877zyy3Q

总结来讲,在标准化上电动夹爪可以用10款以内产品覆盖目前市面上超过三百多种气动夹爪,目前汉灵夹爪可以适应所有的PLC系统、工业机器人系统、协作机器人系统及智能上位机系统。

 

图4 汉灵夹爪家族系列   


9-11、维护费用、使用寿命、易损性

国际末端执行器行业龙头雄克在《雄克公司装配自动化的创新24V技术》一文中,曾经给出了这样一个结论“尽管用户必须进行相当于气动轴两倍的投资,但模块无磨损,在中长期使用过程中物有所值。在输出4000万次总循环次数和500万次循环维护时间间隔情况下,气动轴耐磨零部件、工作时间和生产停机时间的总成本远超过ELP轴的总成本。例如配备有17个线性模块的装配系统,在使用寿命为4000万次循环的情况下,将节省12000欧元的成本,这还不包括压缩空气在内的持续运行成本”。上文中说到的ELP轴就是雄克开发的电伺服模组。

从使用寿命角度来看,气动夹爪一般不会使用寿命指标写到选型手册的。国外的电动夹爪一般可以做到1000万次,个别品牌可以做到3000万次免维护,相比于绝大多数工业应用寿命可以做到2-3年。

另外,气动夹爪的气密性原理、系统级属性,在实际运行中发生故障的因素比较多,损伤后一般也较难恢复如初,相比而言,电动夹爪由于控制闭环,对轻微的碰撞不敏感。   


12、多机控制同步性

在工业上,常见的是多个夹爪矩阵式的使用,如图5所示。前面已经介绍过了,每个气动夹爪都至少需要2根气管,如果加上反馈元件的话至少需要4根线,两根气管两根电缆线。那么矩阵使用时,管路敷设就会造成比较大的施工负担,气源不稳的情况下,管路长短不同、敷设路径不同也会造成多个气动夹爪的同步性差异。

图5 气动夹爪应用


13、移动平台使用能力

随着AGV技术的成熟,复合型机器人原来越多应用到工业现场,也逐步成为了机器人领域的重要分支之一。作为复合机器人,负载和体积是很重要的两个指标。在这样的场景下,气动夹爪由于智能化不足,气源依赖性,很难集成到复合机器人上面。而电动夹爪,则可以使用AGV自带电源,通过总线接口很方便的集成到系统中,也可以融入ROS系统,实现即插即用。

图6 各种复合机器人


14、价格

在上文前13项指标的大PK中,电动夹爪均完胜于气动夹爪,但在价格上面,由于核心零部件多以及控制系统成本等因素,目前电动夹爪很难做到像气动夹爪那样的成本。

即便如此,钧舵之星在调研了国内外气动夹爪的性价比之后,也是看到了很多积极的因素。目前国外的电动夹爪价格一般比较昂贵,力控、位置可调的柔性电动夹爪一般价格也在万元以上,且在国内的售后跟不上,造成了国内外电动夹爪市场占比对比相差比较悬殊。

钧舵机器人作为国内一站式电伺服末端执行器的领军企业,用匠心精神雕刻产品,以赶超欧美品质为目标,一直在为生产出高性能、高可靠、低成本的电伺服夹爪而努力,请大家持续关注。



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【苏州钧舵机器人有限公司】是一家专注于***的机器人末端执行器及无人拣选技术研发和应用的高新技术企业。

 电伺服末端执行器,是继工业机器人、协作机器人之后的机器人领域重点发展的朝阳产业,涵盖工业级灵巧手、电动力控夹爪、电伺服吸盘等,是机器人在场景应用的必须使用的核心部件,也是自动化系统中距离“工件”最近的执行单元,高度集成了机电一体化技术、电机驱动控制技术、机器视觉技术、传感器技术及多体运动控制技术,其中工业级灵巧手技术是公认的代表了机器人行业最为***的研发能力和水平。



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