Manipulator
Manipulator
امروزه استانداردهاي ايمني و سلامت ، انجام عمليات فيزيكي و بدني را محدود و كليه فعاليت هايي را كه با توان بدني استاندارد تعريف شده و شرايط ارگونومي اپراتورها تطابق نداشته باشد، ممنوع كرده اند . بنابراين توليد كنندگان ناگزير از استفاده از تجهيزات مناسب در اين زمينه مي باشند . با توجه به رشد و توسعه صنعت هندلينگ ، محدوده وسيعي از ابزار و ماشين آلات در اختيار توليدكنندگان قرارگرفته و طراحان خطوط توليد اين امكان را يافته اند كه با انتخاب ماشين آلات مناسب ، فرايندهاي جابجايي را تا حد امكان از حالت دستي خارج كرده و به فرايندهاي ماشيني تبديل می كنند. يكي از ماشين آلات بسيار كارا و پر استفاده در صنعت جابجايي مواد ، منيپوليتور مي باشد.
منيپوليتور ماشيني است كه بصورت هوشمند وزن بار را بالانس كرده و به اپراتور اين امكان را مي دهد كه تنها با كنترل موقعيت و بدون اعمال هيچگونه نيروي اضافه اي بار را جابجا كند . توجه ويژه به شرايط ارگونومي و فيزيولوژي اپراتور در طراحي اين دستگاه از امتيازات ويژه آن مي باشد بطوريكه اپراتور بدون نياز به انجام حركات بدني خاص و يا اعمال نيروي خارج از استاندارد و بدون احساس خستگي ناشي از انجام فعاليت فيزيكي قادر به انجام كار خواهد بود.
افزایش کیفیت شرایط ارگونومیک اپراتوری، کاهش صدمات ایجاد شده و آسیب های اپراتوری ناشی از حمل دستی بار، افزایش بهره وری تولید ازجمله نتایج استفاده از منیپولیتور می باشد.
شرکت ناب آفرینان فردا بعنوان نماینده انحصاری شرکت Scaglia INDEVA در ایران کلیه خدمات مشاوره و انتخاب محصول، نصب و راه اندازی و خدمات پس از فروش محصولات این شرکت را پشتیبانی می کند.
اجزاء اصلي سيستمهای منیپولیتور
بطور كلي سيستم هاي منيپوليتور دارای دو بخش اصلي می باشند:
1- بالانسر
وظيفه بالانس وزن ( مجموعه گريپر و بار) را انجام مي دهد . اين بخش از سيستم بر اساس پارامترهاي فيزيكي موقعيت نصب و روش جابجايي قطعه و... بصورت يك سيستم استاندارد انتخاب مي شود . منيپوليتورهاي شركت INDEVA با دو سيستم بالانسر نيوماتيک و الكترونيک (بالانسر برقی هوشمند- لیفترونیک- LIFTRONIC) ارائه مي شوند.
جهت مشاهده اطلاعات تکمیلی در خصوص نحوه عملکرد و مشخصات فنی سیستم های بالابرهوشمند (لیفترونیک- Liftronic) یا بالانسر های پنوماتیک روی تصویر مربوطه کلیک کنید.
2- گريپر
عمليات گرفتن و جابجايي قطعه را انجام مي دهد. اين بخش از سيستم بر اساس شكل، ابعاد و مشخصات فيزيكي قطعه بطور خاص طراحي مي شوند. در مورد تعدادي از كاربردهاي پر مصرف بخشي از گريپر بصورت المان استاندارد ارائه مي شود. عمل گرفتن بار توسط گریپرها معمولا توسط سیستمهای نیوماتیکی، مکانیکی، مغناطیسی، وکیوم و یا ترکیبی از آنها انجام می پذیرد.
انواع سیستم های منیپولیتور
منيپوليتورها سيستم هاي جابجايي هوشمندي هستند كه با استفاده از يك مكانيزم بالانسر(نيوماتيكي يا الكترونيكي) و يك مكانيزم گريپر و با رعايت كامل شرايط ارگونوميك به اپراتورها كمك مي كنند كه به راحتي و بدون نياز به اعمال نيرو نسبت به جابجايي و حمل بار اقدام نمايند. منيپوليتورهاي این شرکت با دو سيستم بالانسر نيوماتيك و الكترونيك(برقی هوشمند) ارائه مي شوند .
1- سيستم هاي بالانسر برقی هوشمند (سري Liftronic)
بالانسرهاي برقی هوشمند سري Liftronic به صورت الکترونیکی ، با فرمان load cell تعبیه شده در دستگیره tooling و با كنترل گشتاور موتور به صورت هوشمند وزن بار را در تمام طول کورس حرکت بالانس می نمایند . از این دستگاه برای بلند کردن و جابجایی سریع بارها استفاده می شود . برای استفادۀ هر چه راحت تر از دستگاه ، یک دستگیرۀ حساس (Sensitive Handle) در نظر گرفته شده است. این دستگیره به کاربر کمک می کند که بدون نیاز به دکمه زنی ، با اعمال نیروی بسیار کم نسبت به جابجایی سیستم و تغییر جهت حرکت اقدام نماید . استفاده از سیستم کابلی ، انعطاف پذیری فوق العاده ای را تأمین می نماید . از مزایای ویژه این مدل ، سازه کوچک ، سبکی ، قابلیت انعطاف و سرعت عمل بالا در عین حال کارایی فوق العاده در فضای کاری کم می باشد . با وجود یک اتصال universal ، قابلیت اتصال انواع گریپرها از یک قلاب ساده تا پیچیده ترین طرح گریپر بر روی این منیپولیتور وجود دارد . رعایت تمامی مسائل ارگونومیک ، حرکت سریع و روان ، حجم کم ، رعایت مسائل ایمنی و طراحی سیستم های محافظ بر قابلیت های این منیپولیتور افزوده و کارکرد آن را بسیار ساده و ایمن نموده است .
توضیحات تکمیلی مشخصات فنی، روش های نصب و...
تجهيزات ايمني
سيستم بالانسر الكترونيكي مجهز به تجهيزات ايمني قفل مکانیکی، ترمز مغناطيسي و استپ اضطراري مي باشد . در موارد افت و يا قطع ولتاژ(Power Shortage) و وجود خطا در سيستم ، مكانيزم قفل مكانيكي بصورت اتوماتيك عمل كرده و مانع حركت بار و ابزار مي شود . سيستم ترمز مغناطيسي سرعت پايين آمدن بار را در محدوده مجاز کنترل می کند . در مواقع اضطراري با فشردن كليد استپ ، قفل مكانيكي عمل كرده و مانع حركت بار و ابزار مي شود .
خطاهاي سيستم با كد تعريف شده ازصفحه نمايش تعبيه شده در tooling قابل مشاهده مي باشد .
مقايسه بالانسرهاي برقی هوشمند(لیفترونیک) با سيستم هاي سنتي
سیستم هاي بالانسر برقی هوشمند (لیفترونیک) (IADs) در مقایسه با سیستمهای جابجایی سنتی (از قبیل جرثقیل ها ، بالانسرهای نیوماتیک و ...) داراي مزاياي ذيل مي باشند
موقعیت دهی دقیق (Precise positioning)
با سیستم بالانسر برقی هوشمند (لیفترونیک)امکان انجام حرکات دقیق بصورت پیوسته و سريع امکان پذیر می باشد . در نتیجه جابجایی و مونتاژ قطعات حساس و ظريف با این سیستم به سادگی میسر می باشد . در صورتیکه در سیستمهای سنتی ، حرکات بصورت پله ای و گسسته انجام می گیرد و برای مونتاژ قطعات تلرانسي یا حرکات دقیق نیاز به قطع و وصل مداوم حرکت و تنظیم حرکت با گام های کوتاه تر می باشد ، که این مسئله موجب افزایش سیکل زمانی فرایند و کاهش راندمان تولید خواهد شد .
بهبود شرایط ارگونومیك (Improved ergonomics)
در سیستمهای هوشمند ، تقریباً هیچگونه نیرویی توسط اپراتور اعمال نمی شود . بدلیل استفاده از سیستم کنترل میکروپروسسوری ، فرمان اپراتور از طریق دستگیره حساس بدون هيچگونه تأخیر زمانی به موتور منتقل شده و انرژی لازم برای غلبه به اینرسي در جهت افزایش و یا کاهش سرعت قطعه تأمین می شود . بدین ترتیب اپراتور بدون اینکه در معرض نیروهای ضربه ای ناشی از تکانهای ناگهانی قطعه و نیروهای اینرسی بار قرار گیرد با انجام حرکات بسیار سریعتر از سیستمهای سنتی قادر به جابجایی قطعه خواهد بود .
سرعت بالاتر(Speed)
سیستم بالانسرهوشمند تنها با لمس دستگیره حساس ، به فرمان اپراتور پاسخ داده و انرژی مورد نیاز برای افزایش شتاب و یا توقف قطعه را تأمین می کند و به دلیل بکارگیری سیستمهای مدرن دیجیتال و سرو موتور از نظر سرعت عمل و فرمان پاسخگویی، محدودیت هاي تکنولوژیک سیستمهای سنتی از قبیل بالانسر نیوماتیک و جرثقیل را ندارد.
قابلیت سیستم کنترل مستقیم وزن(Intuitive control)
بالانسرهای سنتی معمولاً برای 1 و یا حداکثر 2 وزن مشخص از پیش تنظیم می شوند و در صورت تغییر وزن می بایست تنظیم دستگاه تغییر کند . در سیستمهای بالانسر هوشمند، به دلیل وجود Load cell ، مقدار وزن همزمان با برداشتن بار شناسایی شده و از طریق سیستم کنترل ، بصورت اتوماتیک گشتاور موتور متناسب با وزن اعمالی تنظیم می شود . در این سیستمها برای جابجایی وزن های مختلف نیاز به هیچگونه پیش تنظیم و یا توقف دستگاه برای تنظیم مجدد نمی باشد .
همچنين در این سیستم ها امکان افزایش و یا کاهش وزن در طول مسیر حرکت امکان پذیر می باشد . در سیستم های بالانسر سنتی این قابلیت وجود ندارد . ( بطور مثال ، اپراتور قادر خواهد بود پس از برداشتن پالت در طول مسير اقدام به خالي يا پر كردن آن نمايد . اين عمل تاثيري بر نحوه بالانس و يا نيروي اعمالي اپراتور نخواهد داشت .)
یکی از امتیازات ویژه سیستمهای بالانس هوشمند قابلیت ذخیره وزن بار (Float Mode) می باشد . با استفاده از این قابلیت ، اپراتور قادر خواهد بود وزن بار را در حافظه سیستم ثبت کرده ، بدون نیاز به لمس دستگیره حساس و با استفاده از دو دست و با حرکات طبیعی بدن اقدام به جابجای بار نماید . این امکان در مواقعی که نیاز به تنظیم دقیق و يا مونتاژ قطعات تلرانسي می باشد در افزایش سرعت عمل و دقت اپراتور نقش مهمی ایفا می کند .
افزایش بهره وري توليد (Productivity)
بر اساس مطالعات انجام شده ، در شرایط تست مشابه دفعات حمل بار در واحد زمان توسط سیستمهای لیفترونیک در حدود 36.2% بیشتر از سیستمهای سنتی می باشد .
منیپولیتورهای مجهز به بالانسر هوشمند الکترونیکی بدلایل ذکر شده (جابجایی های دقیق ، شرايط ارگونومیكي بهتر ، سرعت عملکرد بالا ، سهولت کاربری و کنترل هوشمند وزن بار) نسبت به سیستمهای جابجایی سنتی (مجهز به بالانسر پنوماتیک ، جرثقیل ، سیستمهای سرعت ثابت الکتریکی یا پنوماتیکی) به نیروی اپراتوری بسیار کمتری جهت حمل و جابجایی بار نیاز دارند و به دلیل افزايش دقت و سرعت عمل بالاتر بهترین راه حل برای افزايش بهره وري توليد و بهبود شرايط ارگونومي و ايمني می باشند .
2- سيستم هاي منیپولیتور نيوماتيك
در اين سيستم ها كليه عمليات بالانس وزن ، گرفتن قطعه ، دورانهاي مورد نياز و... از طريق مدار كنترل كاملا نيوماتيكي انجام مي گيرد . منيپوليتورهاي نيوماتيك براي جابجايي ، انتقال و دوران هر نوع قطعه تا وزن 320 كيلوگرم مورد استفاده دارند . اين سيستم ها از نظر روش نصب به سه دسته ستوني ، ريلي و سقفي تقسيم بندي مي شوند.
ويژگيهاي سيستم هاي نيوماتيك
• ارگونوميك
طراحي ويژه پيستون ، بالانس يكنواختي را در تمام كورس حركت تامين مي كند . بدين ترتيب اپراتور همواره نيروي بسيار ناچيز و ثابتي براي جابجايي قطعه اعمال مي كند .
• قابليت اعتماد
بكارگيري المانهاي نيوماتيك علاوه بر طول عمر بالا و عملكرد يكنواخت سيستم ، موجب سادگي تعمير و نگهداري و كاهش زمان توقفات دستگاه مي شود .
• ايمني
وجود سيستم هاي ايمني در سيستم هاي نيوماتيك از رها شدن و سقوط قطعه در اثر اشتباهات سهوي اپراتور و يا قطع هواي فشرده جلوگيري مي كند . همچنين قفل ها و ترمزهاي مكانيكي و نيوماتيك دامنه حركات بازوها را بر اساس شرايط كاري مورد نظر محدود مي كند .
تقسيم بندي میپولیتورهای نیوماتیک
خانواده منيپوليتورهاي نيوماتيك بر اساس نوع حركت بازوها ، نحوه قرارگيري سيستم بالانسر ، كورس حركت ، روش اتصال گريپر به بازو و... به چهار دسته PN ERGO , PN COMPACT , PN ZIP , PN FLEX تقسيم مي شوند .
تقسيم بندي منیپولیتورهای نیوماتیک
خانواده منيپوليتورهاي نيوماتيك بر اساس نوع حركت بازوها ، نحوه قرارگيري سيستم بالانسر ، كورس حركت ، روش اتصال گريپر به بازو و... به چهار دسته PN ERGO , PN COMPACT , PN ZIP , PN FLEX تقسيم مي شوند .