Преимущества и недостатки пневматики для роботов
Руководитель компании ПНЕВМА.ИНФО Марат Фахурдинов рассказал об основных преимуществах и недостатках пневматики для оснастки роботов.
Привет друзья! Меня зовут Марат Фахурдинов, я являюсь руководителем компании ПНЕВМА.ИНФО. Мы занимаемся проектированием и монтажом систем сжатого воздуха для предприятий. И поэтому, сегодня я хочу поделиться с вами информацией про пневматику. А именно про выбор оснастки для роботов.
Как принято считать, робот сам по себе как устройство, не выполняет все те задачи, которые перед ним ставит заказчик. По сути робот перемещает точку в пространстве по заданным параметрам и в рамках своих технических возможностей. А вот эта самая «точка в пространстве», является той полезной вещью которая применяется конечным заказчиками для произведения тех или иных работ. И вот здесь перед конструкторами встаёт вопрос – какие виды инструмента использовать для той или иной задачи. Сегодня мы с вами не будем рассматривать конструктив инструментов, а поговорим про энергоносители.
Основными и самыми распространенными видами энергоносителей являются, конечно же, электричество, пневматика и гидравлика. Так как наша компания занимается сжатым воздухом, то и поговорим сегодня про пневматику. Сравним её с другими вариантами. И я расскажу вам про ее преимущества и недостатки. Начнем с недостатков.
Стоимость
Воздух при атмосферном давлении бесплатен. Но как только мы начинаем его сжимать, то возникают затраты на приобретение, работу и обслуживание компрессора. Иногда компрессор и сжатый воздух отсутствуют в принципе. И тянуть магистраль для одного лишь захвата нецелесообразно.
Также сама магистраль, с фильтрами, отводами, регуляторами является расходной частью. Важно понимать, что чем выше класс очистки воздуха, тем дороже его стоимость. Например, если у вас одна оснастка – это окрасочный пистолет, а вторая – это пневматический захват для перемещения заготовок, в этом случае есть смысл развести питание на две разные пневмомагистрали. Так как для покраски, воздух должен быть осушен, а для приводов такого требования нет.
Затраты энергии на выполнение одной и той же полезной работы у пневматики выше примерно в 5 раз по сравнению с гидравликой и в 10 раз с электроприводами.
Технические особенности
Воздух сжимаем. В связи с этим возникают сложности в точности позиционирования приводов в промежуточных точках. Нестабильность скорости перемещения: в моменте страгивания (первичного движения), привод делает рывок. При низких скоростях, вообще движение происходит рывками.
Меньшие усилия по сравнению с гидравликой при одинаковых габаритах: иногда необходимые усилия требуют использования пневмопривода такого размера, который не помещается в заданные габариты.
Физические особенности
Я бы даже сказал физиологические. Те из вас, кто бывает на производствах, конечно замечали постоянное резкое шипение воздуха. Это неотъемлемая часть работы пневматики. Звуки выхлопа могут даже травмировать слух.
Невидимость утечек: если в гидравлике, утечку можно обнаружить визуально, то в пневматике есть такие неочевидные утечки по соединениям, которые можно найти только с помощью специальных приборов.
При таком количестве недостатков, казалось бы, почему пневматика давно не исчезла, как отрасль. Конечно у нее есть ряд преимуществ, которые позволяют сделать выбор в ее пользу во многих ситуациях. Итак, преимущества:
-
Доступность энергоносителя. Где установлен компрессор, там и энергоноситель. Необходимо только предусмотреть приток воздуха к компрессору.
-
Простота оборудования, надежность, долговечность, ремонтопригодность. По сути, пневмоцилиндр, это полая гильза с крышками, поршнем и иногда штоком. На этой основе построены и поворотные приводы, захваты и прочее. А техника управления – это полые каналы, с механическим переключением направлений.
-
Возможность накопления и длительного хранения энергии. Простой пример – это баллоны с газом для сварки или дайвинга.
-
Устойчивость к неблагоприятным условиям. температура, влагостойкость, сильная загрязненность и химическая стойкость. Вообще пневматика выигрывает у конкурентов, когда требования окружающей среды жесткие. Есть низкотемпературные исполнения, жаростойкие, с полимерным покрытием от химии и т.п. Есть полностью герметичные приводы, без контакта внешней среды с внутренними поверхностями. Например, сильфонные цилиндры (пневмоприводы с рабочим корпусом из гибкого каучука).
-
Стойкость к электромагнитным полям. Приводы могут работать в сильном электромагнитном поле, без ущерба функциональности.
-
Стойкость к внешним механическим воздействиям. Ограничениям движения. Например, при использовании пневмопривода в качестве зажима заготовки, нет необходимости перенастраивать его под разные размеры заготовок.
-
Экологическая безопасность. Выбросы в атмосферу «условно» те же что и при получении. Нужно учитывать, что при условии использования в чистых помещениях или контакте с пищевыми продуктами, такая конфигурация недопустима.
-
Пожаробезопасность и взрывобезопасность. Масло горит, электрика греется. Пневматика, сама по себе не является источником возгорания.
-
Стоимость самих компонентов дешевле чем в гидравлике и электрике.
Сегодня ассортимент предлагаемых компонентов в каждой из этих отраслей пытается закрыть свои недостатки. Электромоторы оснащают защитой, пневмоцилиндры делают с плавным ходом и т.п. Но основные недостатки и преимущества стоит учитывать при разработке решений. И конечно важно помнить о том, что отдельный узел является частью общезаводской системы сжатого воздуха. И нужно проверять возможность использования этой системы.
Автор: Марат Фахурдинов
фото: предоставлено автором
- Комментарии