Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

PGN-plus: nejosvědčenější chapadlo na trhu

Žádné jiné chapadlo se nemůže pochlubit takovým úspěchem jako PGN-plus od firmy Schunk. Skrývá se za ním promyšlená inovační strategie průběžného rozšiřování nabídky základních komponent o moderní prvky. Tento princip může sloužit jako vzor pro mnoho dalších technických produktů.

 
Jak se stane z technické inovace nejprodávanější výrobek? Příběh úspěchu chapadla PGN-plus začíná v roce 2000, kdy konstruktéři chapadel firmy Schunk zjistili, že hlavní slabinou do té doby běžných chapadel je vedení ve tvaru T-drážky, u nějž všechny síly a momenty nesou pouze dvě vodicí dráhy. To má za následek značné špičkové zatížení, které vede k předčasnému opotřebení, snížení přesnosti, a dokonce k poruše chapadla. Proto konstruktéři firmy Schunk vyvinuli tzv. vícezubé vedení, u kterého je zatížení rozloženo na větší plochu paralelně uspořádaných prizmatických vedení (obr. 1). Toto řešení výrazně zvyšuje stabilitu, přesnost a provozní bezpečnost chapadla. Aniž by došlo k přetížení vedení, mohou být při stejné velikosti chapadla vyvozeny větší uchopovací síly a použity delší prsty. Princip vedení zaručuje dlouhodobou opakovatelnou přesnost od 0,01 mm. Navíc je použit oválný píst, který umožňuje vyvozovat velké síly na malé ploše (obr. 2). Ve srovnání s konvenčními kulatými písty je v oválném pístu energie převáděna na uchopovací sílu mnohem účinněji, díky čemuž lze realizovat zvláště kompaktní uchopovače s velkou hustotou výkonu.
 
Předehrou k úspěchu PGN-plus byl patent na vícezubé vedení a standardizace chapadel prvních velikostí (obr. 3). V průběhu několika let bylo systematicky analyzováno chování chapadla v nepřetržitém provozu, byly vyhodnocovány požadavky zákazníků a plynule byl rozšiřován výrobní sortiment. V současné době mohou uživatelé spoléhat na jedinečnou nabídku univerzálních chapadel v jedenácti velikostech, které dosahují zdvihů od 25 do 45 mm na čelist a uchopovacích sil mezi 140 a 21 800 N.
 

Osvědčené v různých úlohách

K tomu, aby bylo možné využít plný potenciál chapadel, byla nabídka v průběhu let rozšířena o mnoho volitelných doplňků. Chapadlem PGN-plus lze nyní spolehlivě zvládat téměř celé spektrum úloh, od manipulace s obrobky u obráběcích strojů (obr. 4) nebo s odlitky ve slévárenství (obr. 5) přes montážní práce v automobilovém (obr. 6) a elektrotechnickém průmyslu až po citlivé manipulační úkony při výrobě zdravotnické techniky (obr. 7) nebo práci v čistých prostorech ve farmaceutickém průmyslu.
 
Chapadlo PGN-plus se osvědčilo jak v prostředí s vysokými teplotami, velkým znečištěním a agresivními médii, tak v čistých prostorech nebo v prostředí s nebezpečím výbuchu. Na přání jsou k dispozici moduly s pružinovým zajištěním uchopovací síly, s kompenzačními jednotkami k vyrovnání úhlových odchylek, s posilovačem nebo ve speciálním zvlášť přesném provedení. Místo mnoha jednotlivých uchopovačů mohou uživatelé pomocí univerzální stavebnice chapadel omezit své režijní náklady, urychlit nákup dílů a lépe plánovat celkové náklady po celou dobu životnosti zařízení.
 

Široký program doplňků jako základ úspěchu

Firma Schunk v průběhu let vybudovala pro chapadla PGN-plus rozsáhlou nabídku snímačů. Stav chapadla sledují indukční snímače přiblížení. Pozici pístu uvnitř chapadla snímají vestavěné elektronické magnetické snímače, které mohou mít naprogramované až dva spínací a vypínací body (obr. 8). Pro třídění a kontrolu součástek lze použít flexibilní magnetický snímač polohy FPS, který umožňuje detekovat až pět pozic uchopovacích čelistí. Jinou možností jsou analogové dotykové snímače s velkým rozlišením APS, které přeměňují univerzální chapadlo na přesnou měřicí stanici: každý jednotlivý uchopovaný díl je možné přeměřit s přesností až 0,003 mm. Nadřazeným řídicím systémem může být určen libovolný počet spínacích bodů a tím lze rozlišit libovolný počet dílů, popř. tolerančních rozsahů. Tam, kde není dost místa na kabely nebo kde by trpěly v nepříznivých podmínkách, lze použít bezdrátové snímače RSS. V sortimentu firmy je standardní řešení dokonce i pro extrémní podmínky: pneumatický monitorovací systém PA3, který je zcela bez elektrických snímačů nebo přídavných kabelů. Pozici vyhodnocuje dvoutlakový ventil s funkcí and a signál je do řídicího systému přenášen tlakovzdušnou hadicí. Vyhodnocovány jsou stavy otevřeno, uchopeno nebo uzavřeno.
 

Významné úspory ve spotřebě stlačeného vzduchu

Moduly PGN-plus s vestavěnými mikroventily Schunk (obr. 9) jsou obzvláště úsporné, především v montážní technice a při manipulaci s malými díly, kde jde o krátké cykly a hmotnosti mezi 1 a 3 kg. Zatímco u konvenčního pneumatického ovládání se s každým cyklem ztrácí veškerý stlačený vzduch v přívodním vedení, s mikroventily umístěnými přímo na chapadle se naplní a vyprázdní pouze objem válce pohonu. To snižuje spotřebu vzduchu a zkracuje dobu cyklu. Stlačený vzduch a elektrické signály jsou k ventilům přiváděny centrálním vedením, čímž jsou eliminovány dlouhé přívody.
Obr. 1. Chapadla PGN-plus používají tzv. vícezubé vedení v podobě několika paralelních prizmatických drážek
Obr. 2. Chapadla PGN-plus používají k vyvození síly oválný píst a dosahují tak velké uchopovací síly při malých rozměrech
Obr. 3. Chapadla PGN-plus ve standardních velikostech – nápadné jsou dlouhé prsty, jejich použití je umožněno vícezubým vedením
Obr. 4. Dvojité chapadlo PGN-plus u několikavřetenového obráběcího centra zakládá polotovary a vyjímá hotové obrobky
Obr. 5. Uchopovač PGN-plus může pracovat i v horkém a silně znečištěném prostředí sléváren
Obr. 6. Manipulace s blokem motoru
Obr. 7. Uchopovač PGN-plus je vhodný i pro citlivou práci s jemnými díly, např. jehlami injekčních stříkaček
Obr. 8. Pneumatické písty mají vestavěny magnetické spínače MMS 22-PI s až dvěma volně nastavitelnými spínacími body
Obr. 9. Mikroventily Schunk mohou být namontovány přímo na chapadle