Cum se utilizează gripperele magnetice în funcție de aplicație

Mai întâi este necesar să se distingă ce anume doriți să transportați. Prinderea unei piese presate din oțel se proiectează diferit față de manipularea unei table subțiri și diferit față de alimentarea pieselor mici într-o linie de producție. Gripperul magnetic funcționează cel mai bine acolo unde materialul este conductiv magnetic, suficient de gros și are o suprafață de contact previzibilă.

La piesele pline din oțel, situația este de obicei mai favorabilă, deoarece fluxul magnetic se închide eficient. La tablele subțiri, forța scade deja semnificativ. O parte din potențialul magnetic nu este utilizată, deoarece materialul nu are volum suficient pentru conducerea fluxului magnetic. În practică, aceasta înseamnă că un gripper care ține fără probleme un bloc compact din oțel poate avea, la o piesă presată subțire, o forță reală de susținere vizibil mai mică.

Importantă este și suprafața. Dacă între gripper și piesă există vopsea, țunder, grăsime, praf sau denivelări, apare un întrefier. Iar tocmai un spațiu mic are un impact mare asupra rezultatului la sistemele magnetice. Cu cât contactul este mai precis și suprafața mai continuă, cu atât prinderea este mai sigură.

Când este gripperul magnetic o alegere potrivită

Gripperele magnetice s-au dovedit eficiente la manipularea semifabricatelor din oțel, pieselor decupate, pieselor presate, țevilor, profilelor sau componentelor metalice mici. În automatizare sunt interesante și pentru că nu au nevoie de fălci mecanice care intră în conturul piesei. Acest lucru ajută acolo unde există puțin spațiu sau unde prinderea mecanică ar încetini ciclul.

Pe de altă parte, nu sunt o soluție universală. Dacă piesa este din oțel inoxidabil cu conductivitate magnetică scăzută, din aluminiu, cupru sau plastic, gripperul magnetic nu va funcționa deloc sau doar foarte limitat. La fel de problematice sunt piesele extrem de subțiri, perforate sau puternic curbate, la care suprafața reală de contact se reduce.

Alegerea tipului corect de gripper

Din punct de vedere tehnic, trebuie făcută distincția între soluțiile permanente, electropermanente și electromagnetice. Fiecare își are locul, iar alegerea depinde de regimul de exploatare, siguranță și cerința de control.

Gripperul magnetic permanent este potrivit acolo unde se cere o prindere simplă și stabilă fără alimentare permanentă. Avantajul este independența energetică în timpul menținerii piesei. Limitarea poate fi modul de eliberare și flexibilitatea mai redusă în unele sarcini automatizate.

Gripperul electromagnetic oferă pornire și oprire rapidă, ceea ce este practic la automatizare și la un tact ridicat al producției. Trebuie însă luate în calcul sarcina termică a bobinei, consumul de energie și rezolvarea situației în caz de pană de alimentare. Dacă aplicația necesită menținere sigură și la întreruperea curentului, electromagnetul singur nu trebuie să fie alegerea optimă.

Soluția electropermanentă combină avantajele ambelor principii. Pentru comutarea stării are nevoie de un impuls, dar pentru menținerea propriu-zisă nu mai are nevoie de energie. În aplicațiile industriale, este adesea un compromis foarte rezonabil între siguranță, controlabilitate și eficiență energetică.

Decide și forma suprafețelor polare

La alegere, geometria contactului este adesea subestimată. Dacă manipulați o tablă plană, este potrivită o altă suprafață polară decât la bare, țevi sau piese cu nervuri. Un gripper bine proiectat nu se bazează doar pe forța maximă din catalog, ci pe modul în care această forță se transferă asupra piesei concrete.

La suprafețele de contact neuniforme sau mai mici, este adesea eficient să se proiecteze mai multe puncte de prindere. Uneori este mai sigur să se utilizeze două grippere mai slabe, amplasate corect, decât unul mai puternic care lucrează la limita posibilităților sale. Acest lucru este valabil mai ales la piesele cu centrul de greutate în afara centrului sau la manipularea rapidă cu accelerație.

Cum se utilizează gripperele magnetice în siguranță

Siguranța nu începe la operator, ci la proiectare. Dacă producătorul sau integratorul pornește doar de la greutatea piesei, fără a lua în calcul accelerația, vibrațiile și modul de desprindere, apare un risc inutil. Gripperul magnetic nu trebuie dimensionat pentru condiții de laborator, ci pentru exploatarea reală.

Important este factorul de siguranță. La ridicare statică, rezerva poate părea suficientă, însă la transfer orizontal, oprirea bruscă a axei robotului sau la impactul într-un opritor, sarcina se modifică. Dacă piesa se desprinde fie și ușor de suprafața polară în timpul mișcării, forța de susținere poate scădea brusc.

La fel de importantă este orientarea piesei. Alte condiții sunt valabile la desprinderea verticală și altele la solicitarea prin forfecare. Magnetul poate ține piesa foarte fiabil împotriva desprinderii, dar vizibil mai slab împotriva alunecării pe o suprafață netedă. De aceea, la proiectare trebuie luată în calcul și frecarea, nu doar forța magnetică.

Cele mai frecvente greșeli în practică

Multe probleme apar la manipularea tablelor subțiri câte o bucată. Dacă piesele sunt așezate în stivă, un magnet prea puternic poate ridica două bucăți simultan. Dacă, dimpotrivă, este prea slab, nu va ridica fiabil nici măcar una. În astfel de cazuri ajută combinația dintre forța setată corect, separare și testarea pe material real.

O greșeală frecventă este și ignorarea magnetizării reziduale. Unele piese rămân ușor magnetizate după eliberare, ceea ce poate complica procesul următor, de exemplu așezarea precisă, măsurarea sau ambalarea componentelor mici. În aplicațiile sensibile, acest fenomen trebuie luat în calcul deja la alegerea sistemului.

Un capitol separat este temperatura. Temperaturile mai ridicate pot modifica proprietățile magnetice ale sistemului, precum și ale materialului manipulat. Dacă aplicația lucrează lângă cuptoare, uscătoare sau într-un mediu tehnologic cald, soluția standard nu trebuie să fie potrivită fără modificarea materialului sau a construcției.

Proiectare pentru automatizare și robotică

În posturile robotizate, nu este suficient ca gripperul să ridice piesa. Trebuie să facă acest lucru repetabil în fiecare ciclu, la toleranțe de intrare diferite și fără opriri neplanificate. De aceea, la proiectare se urmărește nu doar forța, ci și timpul de cuplare, timpul de demagnetizare, stabilitatea piesei în timpul mișcării și posibilitatea detectării stării.

La piesele mai mici, precizia poziționării este adesea importantă. Gripperul magnetic poate atrage piesa, dar dacă aplicația necesită poziționare precisă în zecimi de milimetru, este adesea completat cu opritoare mecanice sau elemente de ghidare. Magnetul îndeplinește atunci funcția de prindere, nu de poziționare finală.

În medii cu praf sau ulei, avantajul este că sistemele magnetice pot avea o mecanică mai simplă decât gripperele clasice cu fălci. Aceasta însă nu înseamnă lipsă de mentenanță. Suprafețele polare trebuie verificate, deoarece particulele metalice prinse modifică contactul cu piesa și reduc treptat fiabilitatea manipulării.

Testarea este mai rapidă decât rezolvarea unei opriri

În producția de serie, merită să se facă o probă pe piesele concrete încă înainte de introducerea în exploatare. Calculul teoretic este o bază necesară, dar realitatea este adesea influențată de tratamentul de suprafață, toleranța grosimii, nervură, microdeformare sau schimbarea furnizorului de material. Testul practic arată mai mult decât simpla valoare a capacității portante.

Dacă aplicația trebuie să funcționeze pe termen lung fără întreruperi, merită verificate și stările-limită. Ce se întâmplă la o suprafață ușor unsă, la o viteză mai mare de transfer sau la o abatere a poziției piesei în magazie? Tocmai aici se separă proiectarea funcțională de o soluție care funcționează doar pe masa din atelier.

Când să consultați un tehnician

Dacă este vorba despre prinderea simplă a unei piese compacte din oțel, alegerea este de obicei directă. La aplicațiile mai complexe însă, este rezonabil să se consulte soluția înainte de a se comanda un tip concret. Acest lucru este valabil mai ales la table subțiri, tact ridicat, manipularea mai multor piese simultan sau la necesitatea menținerii sigure în timpul unei pene de alimentare.

Consultanța tehnică are sens și la proiectarea întregului ansamblu. Nu este suficient să știți cât de puternic trebuie să fie magnetul. Trebuie rezolvate montajul, distanța față de piesă, toleranțele, alimentarea cu energie, comanda și accesul pentru service. Tocmai aici se vede diferența dintre o achiziție din catalog și o soluție industrială funcțională. SELOS Magnety se ocupă de mult timp de acest domeniu, iar la aplicațiile mai solicitante, consultanța tehnică este adesea cea mai scurtă cale către un rezultat fiabil.

Dacă gripperul magnetic trebuie să aibă sens în exploatare, nu ar trebui ales doar după forța de pe hârtie. Decisive sunt materialul, contactul, mișcarea și condițiile procesului. Când aceste patru lucruri sunt potrivite, prinderea magnetică este de obicei precisă, rapidă și surprinzător de stabilă chiar și în exploatare solicitantă.