گریپر پنوماتیک

گریپرهای پنوماتیک از جمله تجهیزات کلیدی در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی محسوب می‌شوند. این عملگرهای خطی که شامل دو یا چند فک هستند، از هوای فشرده برای گرفتن و جابجایی اجسام مختلف استفاده می‌کنند.

این تجهیزات به طور گسترده در صنایع تولیدی، مونتاژ و انبارداری به کار می‌روند و وظایفی مانند برداشتن و گذاشتن (Pick and Place)، جابجایی قطعات و سایر فعالیت‌هایی را که نیاز به دقت و تکرار دارند، خودکار می‌کنند. در واقع، گریپرهای پنوماتیک در سیستم‌های پنوماتیکی نقش چنگک، نگهدارنده، گیره و یا همان انگشت انسان را ایفا می‌کنند.

همچنین، انعطاف‌پذیری بالای این تجهیزات باعث شده تا در کاربردهای مختلف از جابجایی قطعات ظریف الکترونیکی تا هندلینگ اجزای سنگین صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

ویژگی‌ها و مزایای گریپرهای پنوماتیک

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های گریپرهای پنوماتیک، نیروی گرفتن بالا نسبت به ابعاد و وزن کمپکت آن‌هاست. بر اساس مطالعات فنی، گریپرهای پنوماتیک استاندارد می‌توانند نیروهایی بین ۱۰ تا ۵۰۰ پوند (در فشار ۲ تا ۱۰ بار – در مدل‌های فستو معمولاً ۲ تا ۸ بار است) تولید کنند که این محدوده وسیع، انعطاف‌پذیری خوبی را در انتخاب تجهیزات مناسب برای کاربردهای مختلف فراهم می‌آورد.

انعطاف‌پذیری این تجهیزات تنها به نیروی گرفتن محدود نمی‌شود. گریپرهای پنوماتیک با استفاده از طراحی‌های مختلف فک و امکان تنظیم نیروی گرفتن، برای جابجایی اشکال، ابعاد و مواد متنوع قابل‌سفارشی‌سازی هستند.

از منظر اقتصادی، سیستم‌های پنوماتیک در مقایسه با سایر فناوری‌های گریپر مانند سیستم‌های الکتریکی یا هیدرولیکی، معمولاً هزینه خرید و نگهداری کمتری دارند.

با این حال، این سیستم‌ها محدودیت‌هایی نیز دارند؛ از جمله دقت و کنترل موقعیت کمتر نسبت به گریپرهای الکتریکی و نیروی تولیدی کمتر در مقایسه با سیستم‌های هیدرولیکی.

قابلیت تنظیم نیروی گرفتن به‌صورت دقیق، امکان کار با قطعات حساس و شکستنی را فراهم می‌آورد.

این ویژگی در صنایعی مانند الکترونیک، غذایی و دارویی که نیاز به دقت بالا در هندلینگ محصولات دارند، حیاتی است. وزن سبک این گریپرها نیز مزیت دیگری است که باعث کاهش بار روی ربات‌ها و افزایش سرعت عملیات می‌شود.

دوام بالا و قابلیت عملکرد در بیش از ۱۰ میلیون سیکل با نگهداری مناسب، همراه با دقت و تکرارپذیری در حد ۰.۰۱± میلی‌متر در گریپرهای دقیق و پیشرفته، این تجهیزات را به انتخابی ایده‌آل برای خطوط تولید پرسرعت و دقیق تبدیل کرده است.

اجزای اصلی گریپر پنوماتیک

گریپرهای پنوماتیک از چندین جزء کلیدی تشکیل شده‌اند که هماهنگی آن‌ها امکان گرفتن و جابجایی مؤثر اجسام را فراهم می‌آورد.

• بدنه گریپر: نقش نگهدارنده و ساپورت تمامی اجزای داخلی را ایفا می‌کند. این بدنه معمولاً از آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته می‌شود تا مقاومت لازم در برابر فشارهای عملیاتی و شرایط محیطی سخت را داشته باشد.
• فک‌ها: فک‌ها یا انگشت‌های گریپر که تماس مستقیم با جسم هدف برقرار می‌کنند، از اجزای حساس و مهم این سیستم محسوب می‌شوند. این قطعات بسته به نوع کاربرد، از مواد مختلفی مانند فولاد سخت شده، آلومینیوم یا حتی مواد پلیمری با ضریب اصطکاک مناسب ساخته می‌شوند.
• عملگر: معمولاً شامل یک سیلندر و پیستون پنوماتیک است. قلب تپنده سیستم محسوب می‌شود و وظیفه تبدیل انرژی هوای فشرده به حرکت مکانیکی را بر عهده دارد.
• پورت‌های هوا: نقش حیاتی در کنترل جریان هوای فشرده دارند و باید با دقت طراحی شوند تا اطمینان از عملکرد صحیح سیستم حاصل شود.
• آب‌بندها و سیل‌ها: اغلب از مواد NBR یا وایتون ساخته می‌شوند، از نشتی هوا جلوگیری کرده و عمر مفید سیستم را افزایش می‌دهند.
• سنسورها: وجود این بخش اگرچه اختیاری است، اما امکان بازخورد موقعیت و کنترل دقیق‌تر عملیات را فراهم می‌کند.
• براکت‌های نصب: برای اتصال ایمن گریپر به سیستم‌های رباتیک یا خطوط تولید ضروری هستند.
• سیستم کنترل: شامل شیرهای کنترل، کنترلرها یا PLC می‌شود و هماهنگی کلی عملیات را بر عهده دارد.

نحوه عملکرد/مکانیزم گریپر پنوماتیک

مکانیزم عملکرد گریپرهای پنوماتیک بر پایه تبدیل انرژی هوای فشرده به نیروی مکانیکی استوار است.

این فرآیند پیچیده که در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، نیازمند هماهنگی دقیق چندین سیستم برای دستیابی به عملکرد مطلوب است. هوای فشرده که معمولاً در فشار ۸۷ PSI یا ۶ بار تامین می‌شود، به‌عنوان منبع انرژی اصلی سیستم عمل کرده و از طریق شیرهای کنترل تنظیم و هدایت می‌شود.

در مرحله اول، هوای فشرده پس از تصفیه و تنظیم فشار مناسب، وارد محفظه درونی گریپر می‌شود.

این ورود کنترل‌شده باعث اعمال فشار به پیستون یا سیلندر داخلی می‌گردد که در نتیجه آن، حرکت خطی تولید می‌شود. این حرکت خطی سپس از طریق مکانیزم‌های انتقال نیرو که ممکن است شامل اهرم‌ها، چرخ‌دنده‌ها یا راک‌ها باشد، به حرکت موردنیاز فک‌ها تبدیل می‌شود.

بسته به نوع طراحی، این حرکت می‌تواند موازی برای گریپرهای خطی یا زاویه‌ای برای گریپرهای شعاعی باشد.

نیروی گرفتن که یکی از مهم‌ترین پارامترهای عملکردی محسوب می‌شود، مستقیماً تحت تأثیر میزان فشار هوا و طراحی مکانیزم انتقال نیرو قرار دارد.

محاسبه این نیرو بر اساس فرمول F = P × A انجام می‌شود که در آن F نیروی تولیدی، P فشار هوا و A سطح مؤثر پیستون است. در برخی گریپرهای پیشرفته امکان تنظیم این نیرو نیز وجود دارد.

مکانیزم رهاسازی نیز به همان اندازه حائز اهمیت است. زمانی که جسم باید رها شود، هوای فشرده از مسیر اصلی قطع شده یا به مسیر دیگری هدایت می‌شود.

در این حالت، معمولاً فنرهای برگشتی یا خود هوای فشرده در جهت مخالف، فک‌ها را به موقعیت باز برمی‌گرداند. این چرخه کامل باز و بسته شدن در گریپرهای مدرن می‌تواند در زمان‌های بسیار کوتاه انجام شود.

کیفیت هوای فشرده و تنظیمات صحیح فشار، تأثیر مستقیمی بر طول عمر و دقت عملکرد گریپرها دارد.

همچنین، استفاده از سیستم‌های فیلتراسیون مناسب و حفظ خشکی هوای فشرده، از عوامل مهم در جلوگیری از خرابی زودرس اجزای داخلی محسوب می‌شود.

انواع گریپرهای پنوماتیک

گریپرهای پنوماتیک بر اساس نوع حرکت فک‌ها، مکانیزم گرفتن و پیکربندی کلی به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه آن‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

گریپر پنوماتیک موازی

گریپرهای موازی که رایج‌ترین مدل هستند، فک‌های خود را به‌صورت موازی نسبت به بدنه گریپر حرکت می‌دهند.

این طراحی به دلیل سادگی ساخت، نصب آسان و داشتن تنها یک محور حرکتی، محبوبیت فراوانی در میان مهندسان طراح دارد.

قابلیت جابجایی قطعات با اشکال و ابعاد متنوع و تحمل تغییرات ابعادی قطعه، از مزایای برجسته این نوع گریپر است.

گریپرهای موازی خود در انواع مختلفی ارائه می‌شوند:

• مدل دو فکه: ساده‌ترین نوع است که برای اکثر کاربردهای استاندارد مناسب بوده و قابلیت تحمل تغییرات ابعادی را دارد.
• مدل سه فکه: برای مرکز کردن اجسام گرد یا استوانه‌ای طراحی شده و توزیع یکنواخت نیرو را فراهم می‌آورد.
• مدل چند فکه (بیش از سه فک): نقاط گرفتن بیشتری را برای کنترل و پایداری بهتر ارائه می‌دهند.

گریپر پنوماتیک زاویه‌ای

گریپرهای زاویه‌ای فک‌های خود را به‌صورت شعاعی و حول یک نقطه مرکزی باز و بسته می‌کنند.

این نوع گریپر معمولاً در جاهایی استفاده می‌شود که فضای محدودی وجود دارد، چرا که فک‌ها می‌توانند به سمت بالا حرکت کنند و از مسیر خارج شوند.

مانند گریپرهای موازی، این دسته نیز در انواع دو فکه، سه فکه و چند فکه ارائه می‌شوند.

نوع دو فکه، فک‌ها را به‌صورت زاویه‌ای باز می‌کند و معمولاً فضای بیشتری نیاز دارد. مدل سه فکه محدوده وسیع‌تری از زوایای گرفتن را پوشش داده و برای قطعات با اشکال پیچیده مناسب‌تر است.

انواع گریپر بر اساس مکانیزم گرفتن

گریپرهای پنوماتیک بر اساس نوع گرفتن به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• گریپرهای با مکانیزم گرفتن داخلی: از نیروی بازشدگی برای گرفتن قطعه از سطح داخلی آن استفاده می‌کنند و معمولاً برای قطعات توخالی یا لوله‌ای به کار می‌روند.
• گریپرهای با مکانیزم گرفتن خارجی: متداول‌ترین مدل محسوب می‌شوند و از نیروی بسته‌شدن برای گرفتن قطعه از سطح بیرونی استفاده می‌کنند.
• گریپرهای با مکانیزم گرفتن ترکیبی: از هر دو روش داخلی و خارجی استفاده می‌کنند و انعطاف‌پذیری بیشتری در کاربردهای پیچیده دارند.

کاربردهای گریپر پنوماتیک

این تجهیزات در خطوط مونتاژ نقش زیادی دارند و قابلیت برداشتن و گذاشتن اجسام با سرعت بالا و دقت فوق‌العاده را در خود جای داده‌اند.

در صنایع خودروسازی، این گریپرها برای جابجایی قطعات موتور، اجزای بدنه و تجهیزات داخلی خودرو استفاده می‌شوند و قادر به هندل کردن قطعاتی با وزن‌های مختلف از چند گرم تا صدها کیلوگرم هستند.

در بخش بارگذاری و تخلیه ماشین‌آلات، گریپرهای پنوماتیک قادر به جابجایی قطعات از و به ماشین‌آلات CNC، پرس‌های فلزکاری و خطوط تولید مختلف هستند.

این قابلیت باعث کاهش زمان چرخه تولید و افزایش بهره‌وری کلی سیستم می‌شود. در انبارهای خودکار نیز این تجهیزات امکان مدیریت موجودی و جابجایی کالاها را با حداقل دخالت انسانی فراهم می‌آورند.

صنایع غذایی و دارویی از کاربردهای تخصصی‌تر گریپرهای پنوماتیک محسوب می‌شوند.

در این بخش‌ها، نیاز به رعایت استانداردهای بهداشتی بالا و قابلیت کار در محیط‌های استریل، اهمیت ویژه‌ای دارد. گریپرهای طراحی‌شده برای این صنایع با مواد سازگار با مواد غذایی و دارویی ساخته شده و قابلیت شستشو و ضدعفونی آسان را دارند.

همچنین در کاربردهای اتوماسیون آزمایشگاهی، این تجهیزات برای جابجایی نمونه‌ها، تیوب‌های آزمایش و تجهیزات حساس مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بهترین برندهای گریپر پنوماتیک در بازار ایران

SMC ژاپن به‌عنوان یکی از پیشگامان صنعت پنوماتیک شناخته می‌شود و محصولاتش به دلیل دقت مهندسی بالا و دوام طولانی‌مدت شهرت دارد. این برند مدل‌های متنوعی از گریپرها، به ویژه مدل‌های موازی و سه فک را ارائه می‌دهد. سری MHZ از محبوب‌ترین محصولات SMC است.

فستو آلمان نیز از جمله برندهای معتبر است که محصولاتش بیشتر در بخش‌های تخصصی مانند بسته‌بندی و مونتاژ دقیق استفاده می‌شوند.

این برند از نظر کیفیت ساخت و طول عمر در سطح بالایی قرار دارد و گریپرهای آن با قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند کنترل نیروی دقیق و سنسورهای یکپارچه ارائه می‌شوند.

برندهای دیگری نیز در بازار ایران حضور دارند که ایرتک، متال ورک، شاکو و نورگرن از جمله معروف‌ترین‌ها هستند.

ایرتک تایوان که نماینده‌ای از برندهای آسیایی با کیفیت است، محصولاتی با نسبت قیمت به کیفیت مناسب ارائه می‌دهد.

متال ورک ایتالیا نیز گریپرهای با طراحی کمپکت و عملکرد قابل قبول تولید می‌کند.

شاکو تایوان در زمینه سیستم‌های گریپ پیشرفته و مخصوصاً گریپرهای الکتریکی عملکرد خوبی دارد.

دامون با بیش از یک دهه تجربه در تامین محصولات پنوماتیک برای صنایع مختلف، این برندها را در بازار ایران ارائه می‌دهد و قادر به ارائه مشاوره تخصصی برای انتخاب مناسب‌ترین برند گریپر و مدل متناسب با نیاز هر پروژه است.

قیمت گریپر پنوماتیک

قیمت گریپرهای پنوماتیک تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که شامل این موارد می‌شود:

• نوع گریپر
• نیروی تولیدی
• دقت ساخت
• برند سازنده
• قابلیت‌های اضافی مانند سنسورها

در ضمن عوامل محیطی مانند مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت کار در دماهای بالا و استانداردهای ویژه صنایع غذایی و دارویی نیز در قیمت تأثیرگذار هستند.

دامون با ارائه مشاوره رایگان و ارتباط مستقیم با تولیدکنندگان، قادر به ارائه بهترین قیمت‌ها و شرایط پرداخت مناسب برای مشتریان ایرانی است.

معیارهای انتخاب گریپر پنوماتیک مناسب

برای انتخاب گریپر مناسب بایستی عوامل متعددی را در پروژه خود در نظر بگیرید.

نیروی گرفتن باید بر اساس وزن، شکل و جنس قطعه کار محاسبه شود تا ضریب ایمنی ۳ تا ۴ رعایت گردد.

فرمول محاسبه نیروی گرفتن: mnf × Fg = wgS

• m = ضریب اصطکاک
• nf = تعداد فک‌ها
• Fg = نیروی گریپر
• w = وزن قطعه
• g = شتاب گرانش
• S = ضریب ایمنی (۳ تا ۴ در کاربردهای معمولی)

نوع گریپر (موازی یا زاویه‌ای) بر اساس فضای موجود و نوع قطعات انتخاب می‌شود. فشار هوای در دسترس، شرایط محیطی نظیر دما، رطوبت و مواد شیمیایی، دقت مورد انتظار و سرعت عملکرد نیز از پارامترهای مهم هستند.

دامون به‌واسطه همکاری با انواع مختلف صنایع داخلی، جهت انتخاب بهینه‌ترین گریپر برای نیاز هر پروژه مشاوره تخصصی ارائه می‌دهد.

راهنمای خرید گریپر پنوماتیک از دامون

دامون به‌عنوان یکی از پیشگامان تامین تجهیزات صنعتی در ایران، مجموعه کاملی از خدمات مشاوره، فروش و پشتیبانی گریپرهای پنوماتیک را ارائه می‌دهد.

تجربه همکاری دامون با بیش از سه هزار واحد صنعتی، ضمانت انتخاب صحیح و کیفیت محصولات است.

می‌توانید از طریق تماس با شماره ۰۲۱۹۱۰۰۵۷۸۲، از مشاوره رایگان، ارائه پیش‌فاکتور سریع و شرایط پرداخت منعطف گریپر و سایر تجهیزات پنوماتیک بهره‌مند شوید.