Rozwój różnego rodzaju chwytaków czy manipulatorów wpisuje się w globalną digitalizację przemysłu. Chwytak jest obecnie w wielu przypadkach rozbudowanym urządzeniem, stanowiącym podstawę realizacji danego procesu produkcyjnego. Chwytaki podciśnieniowe działają w taki sposób, że siła, z którą jest trzymany przedmiot, zależy od wartości podciśnienia oraz pola powierzchni, na której ono oddziałuje. Siłę tę można zmieniać, dobierając wymienione parametry do aktualnych potrzeb. Do najważniejszych cech chwytaków podciśnieniowych należy skalowalność oraz łatwość użycia. Najlepiej sprawdzają się w przenoszeniu przedmiotów o dużej, płaskiej powierzchni, zapewniającej dobre przywieranie końcówki. Problemy mogą się pojawić wówczas, gdy mamy do czynienia z przedmiotem wyjątkowo ciężkim bądź o skomplikowanym kształcie.
Dla kogo to wszystko?
Michał Furmański, Kierownik Działu Sprzedaży CSSR, ABB, Biznes Robotyki i Automatyki Dyskretnej, podkreśla, że na zastosowanie podciśnieniowych systemów do przenoszenia ładunków mają wpływ takie parametry ładunku, jak: porowatość, przepuszczalność, sztywność, powierzchnia, ciężar. To one decydują o poziomie wytworzonego podciśnienia pomiędzy ładunkiem a elementem chwytającym (przyssawka, mata piankowa), a tym samym o sile przenoszącej dany ładunek. – Za pomocą podciśnienia mogą być przenoszone różnego rodzaju materiały, takie jak opakowania foliowe, kartony, worki foliowe i papierowe, elementy stalowe i plastikowe itp. – wylicza M. Furmański.
– Podciśnieniowe systemy podnoszenia pozwalają transportować produkty o zróżnicowanych kształtach, bo przyssawki, oprócz pewnych standardów, projektujemy pod konkretne detale. Szczególną uwagę należy zachować przy papierowych workach (ilość warstw papieru i stopień wypełnienia produktem) oraz ciężkich kartonach – zaznacza Daniel Calów, Dyrektor handlowy, ID Lifting, dodając, że generalnie największe zagrożenie występuje przy ładunkach przepuszczalnych. W niektórych przypadkach zastosowanie pompy o największej mocy nie gwarantuje powodzenia realizacji projektu. – W takim wypadku przed przyjęciem zamówienia do realizacji testujemy próbki produktów w naszym salonie pokazowym. Przy doborze przyssawek należy pamiętać, aby pole powierzchni ssawek było 2,5 razy większe od pola przekroju tuby podnoszącej – to współczynnik bezpieczeństwa. Maksymalny ciężar ładunku, jaki zrealizowaliśmy przy przenoszeniu manipulatorem podciśnieniowym z naszym francuskim producentem, to 350 kg – dodaje nasz rozmówca.
Roman Filipiak, Managing Director, Schmalz Polska, nie ma wątpliwości, że większość detali występujących w przemyśle można przenieść, stosując technologię podciśnieniową (często przenoszone ładunki źle znoszą transport mechaniczny). Do przenoszenia za pośrednictwem podciśnieniowych systemów nadają się nie tylko kartony zbiorcze czy worki, ale też butelki w formie zgrzewek czy płyty drewnopochodne w meblarstwie. Manipulatory sprawdzają się przy przenoszeniu arkuszy blach, np. w funkcji zładowywania na wypalarki laserowe lub centra obróbcze, przenoszeniu okien (często realizowanie za pośrednictwem zawiesi podciśnieniowych). – Jeśli chodzi o udźwigi, to podciśnieniowe systemy przenoszenia są dedykowane do wielu towarów, np. od kartonów o wadze 20–50 kg, poprzez płyty meblowe o wagach 100–300 kg, okna i szkło budowlane 300–1000 kg czy arkusze blachy nawet do 5 t – mówi R. Filipiak.
Standardowy czy dedykowany?
Nierzadko w momencie zainteresowania się chwytakiem potencjalny użytkownik pyta, na ile w jego konkretnej sytuacji może się sprawdzić rozwiązanie standardowe, czy nie trzeba będzie dokonać przeróbek? Specjaliści podkreślają, że ważnym aspektem przy projekcie chwytaka podciśnieniowego jest rodzaj dostępnego źródła podciśnienia. – Może być ono uzyskane ze sprężonego powietrza dostępnego z instalacji inwestora bądź uzyskane z pomp próżniowych zastosowanych lokalnie na urządzeniu – tłumaczy M. Furmański (ABB) dodając, że lokalne pompy próżniowe stosuje się, gdy inwestor nie ma wystarczającej ilości sprężonego powietrza. Na etapie projektowania chwytaka warto uwzględnić plany produkcyjne i asortyment inwestora, pozwoli to zminimalizować koszty ewentualnego dostosowania do nowych produktów.
– Używane przez nas elektryczne pompy podciśnieniowe, w zależności od modelu i udźwigu, pracują na podciśnieniu 400–650 mbar oraz 800–900 mbar. W tych jednostkach, oprócz podciśnienia, ważny jest także przepływ powietrza, który w standardzie mieści się odpowiednio w przedziałach 40–50 m3/h oraz 190–220 m3/h – tłumaczy D. Calów (ID Lifting) wyjaśniając, że na etapie eksploatacji manipulatorów podciśnieniowych są dwa główne elementy, które należy kontrolować i których uszkodzenia będą odczuwalne podczas normalnej pracy. Pierwszym z nich jest zabrudzony filtr powietrza, spowalniający pracę manipulatora, drugi to możliwe mechaniczne uszkodzenie tuby podnoszącej lub uszczelek przyssawki, powodujące nieszczelność układu i brak możliwości podniesienia ładunku.
To, że standaryzacja wpływa pozytywnie na jakość produktu oraz jego cenę, przypomina R. Filipiak (Schmalz Polska). Do większości detali da się zastosować standardowy podnośnik podciśnieniowy, a oprócz standaryzacji najistotniejsza jest dedykacja chwytaka do danego detalu, np. okien lub kartonów, worków czy drzwi. Ciekawym rozwiązaniem jest dostosowywanie zestandaryzowanego urządzenia do konkretnego produktu. Mamy wtedy do czynienia ze swoistym, hybrydowym rozwiązaniem, gdzie standaryzowane urządzenie poddaje się niewielkiej modyfikacji, najczęściej w zakresie elementów chwytnych, jakimi są przyssawki. – Budowanie chwytaków od podstaw jest rzadko stosowane ze względu na niską jakość takich urządzeń, kłopoty w eksploatacji, brak powtarzalności, dostępności części zamiennych w przyszłości czy ostatecznie wysokie niebezpieczeństwo takiego rozwiązania, pamiętajmy, że w większości tych aplikacji występuje operator urządzenia, a zatem jego praca musi być w 100% bezpieczna – tłumaczy R. Filipiak.
Zmiana bez problemu
Podciśnieniowe systemy podnoszenia są zazwyczaj dość elastyczne. Gdy trzeba zmienić architekturę linii produkcyjnej czy dokonać zmiany produkowanych towarów, można je w miarę szybko i łatwo doposażyć lub uzbroić.
M. Furmański (ABB) zaznacza, że elementy wykonawcze w chwytakach podciśnieniowych mogą być regulowane (np. przyssawki,) co pozwala na elastyczne dostosowanie do zmieniającego się asortymentu (w określonym zakresie). Z reguły źródło podciśnienia pozostaje takie samo, więc dostosowanie do nowego formatu nie stanowi dużego kosztu dostosowania chwytaka do nowych produktów, jeżeli taką możliwość uwzględni się na etapie projektowania.
Na modułową budowę, dzięki której możemy dowolnie zmieniać konfiguracje manipulatorów podciśnieniowych, jeśli chodzi o przenoszone detale (stosując np. szybkozłącza do wymiany ssawek) oraz podwieszenia na konstrukcji nośnej, zwraca uwagę D. Calów (ID Lifting). Często zdarza się dostarczać do już pracujących manipulatorów dodatkowe przyssawki czy mechaniczne chwytaki, ponieważ rozszerzany jest asortyment przenoszonych elementów lub wchodzą zupełnie nowe, o odmiennym kształcie. – W pewnym też zakresie możemy modyfikować udźwig manipulatora, zmniejszając lub zwiększając średnicę tuby podnoszącej. Zmiany mogą obejmować także podwieszenie na suwnicy lub żurawiu. Mając do wyboru kilka wariantów każdego typu konstrukcji nośnej, możemy za każdym razem dopasować ją do zmieniającej się linii produkcyjnej – konkluduje przedstawiciel ID Lifting.
Zdaniem R. Filipiaka (Schmalz Polska) standaryzowane systemy przenoszenia są w 100% rekonfigurowane, w zasadzie cykl życia podnośnika może być wielokrotnie odnawiany – pod warunkiem jednak, że jest to podnośnik standaryzowany, a nie zaprojektowany od podstaw do jednej aplikacji.
Decydują detale
Tylko pozornie urządzenia podciśnieniowe są takie jak kiedyś. – Zmieniają się materiały, sama budowa – wydawałoby się tak prosty element, jak ssawka, też ulega ewolucji, stosowane są rozwiązanie łączące różne materiały w jednej małej ssawce, wszystko dla maksymalizacji użyteczności rozwiązania – podkreślał swego czasu na łamach prasy Łukasz Wojtczak, Kierownik Działu Sprzedaży i Marketingu, Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP.
W celu obniżenia wagi, a tym samym bezwładności podciśnieniowych systemów przenoszenia, Schmalz opracował nową technologię zastosowania aluminium w budowie swoich urządzeń. Portfolio obejmuje zarówno podnośniki podciśnieniowe czy chwytaki podciśnieniowe, ale także rozwiązania dźwignicowe, takie jak żurawie obrotowe czy systemy suwnic. – Dzięki temu dostarczamy kompleksowe rozwiązania podciśnieniowe oparte na wytwarzanych przez siebie produktach, nasze urządzenia ułatwiają produkcję w wielu barażach, jednocześnie chroniąc zdrowie pracowników – podkreśla R. Filipiak.
ABB ma w ofercie zarówno rozwiązania standardowe, jak i przeznaczone dla danej aplikacji. Rozwiązania do paletyzacji kartonów charakteryzują się elastycznym wyborem stref chwytania (10 stref przyssawek programowo konfigurowalnych w zależności od rozmiaru kartonów). Opcje wyposażenia chwytaka przewidują również przenoszenie pustych palet, jak i przekładek międzywarstwowych na układanej palecie.
Standardowa oferta ID Lifting obejmuje manipulatory podciśnieniowe o udźwigu od 5 do 300 kg. W niektórych przypadkach można rozbudowywać przyssawki, aby chwytać kilka detali w jednym cyklu pracy manipulatora. – Wieloletnie doświadczenie pozwala realizować złożone projekty przy użyciu manipulatorów podciśnieniowych, w których stosujemy także siłowniki pneumatyczne do pochylania lub obrotu ładunków o 180° – mówi D. Calów (ID Lifting).
Adam Brzozowski
