Il robot antropomorfo ha il principale vantaggio di essere molto flessibile e versatile. Tuttavia se non lo dotate di una pinza di presa, un utensile di lavoro, oppure uno strumento di analisi (ma l’elenco sarebbe praticamente infinito) non potete eseguire nessun lavoro.

Le pinze sono dispositivi che servono per afferrare oggetti o materiali, non per realizzare un processo.

A seconda del tipo di lavoro che si vuole eseguire, bisogna attrezzare il robot con la pinza più efficace. In questo articolo analizzeremo le caratteristiche delle più comuni e diffuse, ovvero quelle a ventosa, ad azionamento pneumatico, idraulico, magnetico oppure servo-elettrico.

 

Pinze ad azionamento pneumatico

Per entrare in funzione hanno bisogno di aria compressa (pertanto ė necessario avere a disposizione un compressore) spinta in un pistone che a sua volta fa muovere dei dispositivi (chiamate griffe) a cui tipicamente si collegano le cosiddette “dita di presa” che vengono di volta in volta disegnate in funzione del particolare da afferrare. Le griffe si muovono tra due posizioni di equilibrio che corrispondono al pistone pieno di aria e al pistone vuoto. Questo movimento può essere parallelo o angolare, ciò significa che nel primo caso le griffe si chiudono e si aprono contemporaneamente e della stessa quota traslando, nel secondo, essendo fulcrate, si aprono “a forbice”.

Queste pinze sono facilmente integrabili nelle linee di produzione poichè l’aria compressa è quasi sempre disponibile in ambito produttivo ma anche a causa del loro costo molto basso.

Pertanto, se non si hanno particolari esigenze e l’automatizzazione per un determinato lavoro è piuttosto semplice, risultano la migliore soluzione possibile.

Pinze a ventosa

Anche le pinze a ventosa sono prodotti molto semplici, sfruttando il vuoto d’aria per entrare in funzione. 

Ma al contrario dell’aria compressa, il vuoto non ė sempre presente in una linea produttiva.

Esso infatti può essere generato grazie ad un generatore di vuoto standard, o uno ad effetto Venturi.

Alimentando il generatore con aria compressa in P, alla connessione U si genera una depressione e in R viene scaricata l’aria di alimentazione con quella aspirata.

Interrompendo l’alimentazione dell’aria in P, cessa l’effetto vuoto in U.

Le ventose grazie al vuoto riescono a “risucchiare” la superficie del pezzo da spostare mantenendola attaccata a loro.

Ci sono svariati tipi di ventose in funzione della tipologia di superficie da trattare e delle normative vigenti in specifici campi dell’automazione (per esempio nel settore food)

Il costo è assolutamente conveniente e possono essere usate con molti tipi di materiali, quali, legno, lamiera, vetro, cartone o plastica e di geometrie, superfici e dimensioni diverse.

Ma non sono in grado di gestire oggetti con le superfici perforate o di movimentare materiali molto pesanti con alte dinamiche di movimento.

Pinze magnetiche

Questa tipologia di pinze è simile alle pinze a ventosa, ma invece di sfruttare il principio del vuoto sfrutta l’elettromagnetismo.

In sintesi la pinza ė una calamita che si attacca ai materiali ferrosi. Difficilmente si usa un magnete permanente, bensì un sistema che generi l’elettromagnetismo quando necessario.

In questo caso oltre ad essere più semplice prendere i pezzi, disattivando l’elettromagnetismo risulta più facile staccarli.

Poiche la corrente ė sempre disponibile negli ambienti produttivi questo genere di pinze sono molto diffuse e non riscontrano difficoltà di applicazione. Tuttavia presentano un limite non da poco: come abbiamo detto, possono essere utilizzate solo con materiale ferroso. Un altro punto da considerare e la quantità piuttosto elevata di corrente elettrica che viene consumata.

Altri svantaggi? Eventuali schegge di lavorazione possono rimanere sulla pinza quando viene scaricato un pezzo e molti oggetti corrono il rischio di restare magnetizzati.

Pinze elettriche

Nel caso delle pinze elettriche, chiamate anche servopinze, il movimento delle dita è originato da determinati motori elettrici che movimentano le griffe.

Il grande vantaggio ė che non sono obbligate ad assumere solo 2 posizioni ma possono fermarsi in qualsiasi posizione del loro range di apertura.

Le servopinze sono pensate per manipolare una grande varietà di oggetti utilizzando un solo organo di presa eliminando l’utilizzo di sistemi per il cambio rapido di pinze.

 

Sfruttando poi il feedback di corrente possono anche fare una misura della forza impressa al serraggio.

Sono la soluzione ideale per applicazioni quali: asservimento macchine utensili, assemblaggio, saldatura, imballaggio, pick and place. Questa tipologia di pinza è tuttavia più costosa, ciò è dovuto alla presenza di motori elettrici ad alte prestazioni. Anche se bisogna valutare il ritorno dell’investimento, motivo per cui sono sempre più diffuse e competitive sul mercato.

Tra le generazioni più evolute di queste pinze annoveriamo quelle in grado di auto-adattarsi alla geometria dell’oggetto da manipolare. Ci stiamo riferendo alla famiglia di pinze della Robotiq

La loro struttura innovativa  le ha rese talmente flessibili e versatili da poter essere adottate per i più svariati compiti.

Ecco i vantaggi che si possono ottenere scegliendo una pinza elettrica:

1. Diminuzione tempo ciclo anche del 50%: in tutti i casi in cui, per prendere parti differenti,si deve fare un cambio pinza si ha una perdita di tempo per stop robot, cambio pinza, verifica consensi elettrici cambio pinza.
2. Diminuzione dell’area di lavoro impegnata in officina: con questa soluzione si risparmia lo spazio occupato dal magazzino pinze e dall’attrezzatura necessaria per realizzare il cambio.
3. Diminuzione sostanziale del peso al polso del robot: togliendo i meccanismi necessari al cambio utensili si può alleggerire la massa (alle volte anche di 10 kg!)

Abbiamo parlato di pinze, le abbiamo descritte nei dettagli, ma non abbiamo ancora risposto a una domanda che spesso ci viene posta:

“Quali pinze possono essere montate su un robot collaborativo come gli universal robots?”

La risposta ė piuttosto semplice: qualsiasi tipo di pinza!  A patto di non superare la capacita di carico massima dichiarata da ciascun modello.
Se si vuole approfondire le caratteristiche delle pinze di presa adattive, consigliamo anche la lettura di questo articolo.