Ile kosztuje dobry chwytak robota? Koszty, wybór i planowanie budżetu w skrócie

Chwytak robota jest często stosunkowo niewielkim komponentem w ramach rozwiązania automatyzacji - ale ma duży wpływ. Dzieje się tak, ponieważ chwytak decyduje o tym, czy robot niezawodnie podnosi obrabiany przedmiot, bezpiecznie go trzyma, precyzyjnie pozycjonuje i odkłada bez uszkodzeń. Jeśli przy wyborze chwytaka weźmie się pod uwagę tylko cenę zakupu, istnieje ryzyko nieprawidłowego chwytania, przestojów, zwiększonych kosztów konserwacji lub kosztownych przeróbek.

Ale ile tak naprawdę kosztuje dobry chwytak robota? Odpowiedź zależy w dużej mierze od zastosowania, technologii chwytania, środowiska, technologii czujników i wysiłku związanego z integracją. W przypadku prostych zastosowań przemysłowych, chwytaki lub systemy podciśnieniowe często kosztują od kilkuset do kilku tysięcy euro; złożone, niestandardowe rozwiązania mogą kosztować znacznie więcej. Aktualne przeglądy rynku podają przybliżone kwoty od 500 do 8000 euro za chwytaki lub systemy podciśnieniowe do standardowych zastosowań, podczas gdy bardzo złożone efektory końcowe mogą być znacznie droższe.

Spis treści

1. Dlaczego chwytak robota jest tak ważny dla ogólnych kosztów?
2. Jakie czynniki wpływają na koszt chwytaka robota?
3. Typowe przedziały cenowe według typu chwytaka
4. Dlaczego sprzęt stanowi tylko część całkowitego kosztu
5. Przykłady budżetu dla typowych zastosowań
6. Standardowy chwytak czy niestandardowe rozwiązanie: co jest bardziej ekonomiczne?
7. Jak prawidłowo zaplanować budżet na chwytak robota?
8. Podsumowanie

1. dlaczego chwytak robota jest tak ważny dla ogólnych kosztów

Chwytak robota, znany również jako efektor końcowy lub oprzyrządowanie końca ramienia, jest narzędziem na końcu ramienia robota. Podczas gdy robot zajmuje się ruchem i pozycjonowaniem, chwytak ma bezpośredni kontakt z obrabianym przedmiotem. Dlatego musi być precyzyjnie dopasowany do części, procesu i środowiska.

Tani chwytak może być kosztowny, jeśli nie spełni swojego zadania w sposób niezawodny. Typowymi konsekwencjami niewłaściwego wyboru są uszkodzone elementy obrabiane, niestabilne czasy cykli, częste przezbrajanie, duże zużycie lub przestoje w produkcji. Z drugiej strony, nie każde zastosowanie wymaga drogiego chwytaka serwo z czujnikami. W przypadku prostych, jednolitych części w zupełności wystarczający może być chwytak pneumatyczny lub rozwiązanie podciśnieniowe.

Kluczowe pytanie nie brzmi zatem: "Jaki jest najtańszy chwytak?". Raczej: "Które rozwiązanie chwytające spełnia zadanie niezawodnie przy najniższym możliwym koszcie całkowitym?".

2 Jakie czynniki wpływają na koszt chwytaka robota?

Koszt chwytaka robota zależy nie tylko od samego modułu chwytaka. Decydującym czynnikiem jest wzajemne oddziaływanie wymagań technicznych, środowiska i integracji.

Ważnym czynnikiem kosztowym jest ładowność. Im cięższy lub mniej korzystnie ukształtowany jest przedmiot obrabiany, tym bardziej stabilny musi być chwytak, palce, napęd i mocowanie. Długie palce chwytaka lub długie skoki również zwiększają wymagania mechaniczne, ponieważ potrzebny jest większy moment obrotowy, sztywność i precyzja.

Precyzja i dokładność powtórzeń są równie ważne. Solidne standardowe rozwiązanie jest często wystarczające do prostych zadań typu "podnieś i umieść". Jednak w przypadku procesów montażowych, produkcji elektroniki lub wrażliwych komponentów może być wymagana kontrola siły, sprzężenie zwrotne położenia lub dodatkowa technologia czujników.

Środowisko również wpływa na cenę. Pył, olej, chłodziwo, ciepło, zimno lub wilgoć mogą wymagać wyższej klasy ochrony, specjalnych uszczelek lub bardziej wytrzymałych materiałów. Istnieją dodatkowe wymagania dotyczące zastosowań w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, pomieszczeniach czystych lub ESD.

Kolejnym czynnikiem wpływającym na koszty jest różnorodność części. Jeśli robot musi chwytać wiele różnych elementów, sztywne standardowe szczęki często nie są wystarczające. Wtedy interesujące stają się regulowane chwytaki, adaptacyjna technologia chwytania, zmieniacze narzędzi lub niestandardowe palce.

3. typowe zakresy cen w zależności od typu chwytaka

Poniższe przedziały cenowe stanowią przybliżone wytyczne dla nowych przemysłowych rozwiązań chwytakowych. Odnoszą się one głównie do sprzętu i nie obejmują w pełni niestandardowego projektu, integracji i uruchomienia.

Chwytaki pneumatyczne są często jednymi z bardziej opłacalnych rozwiązań. Są one szczególnie odpowiednie do powtarzalnych zadań z jednolitymi częściami. Typowe proste chwytaki pneumatyczne często kosztują od około 200 do 2000 euro. Są szybkie, solidne i sprawdzone, ale wymagają sprężonego powietrza i zwykle oferują mniej precyzyjną kontrolę siły niż chwytaki elektryczne.

Elektryczne chwytaki równoległe lub serwo są zwykle droższe, ale oferują większą elastyczność. Często umożliwiają regulację siły chwytania, zmienny skok i lepsze sprzężenie zwrotne z systemem sterowania. W przypadku wielu zastosowań przemysłowych ich cena mieści się w przedziale od 1000 do 6000 euro. Producenci tacy jak OnRobot reklamują elektryczne chwytaki równoległe z takimi cechami, jak łatwa konwersja, brak konieczności stosowania sprężonego powietrza i przydatność w trudnych warunkach produkcyjnych; niektóre modele są na przykład zaprojektowane ze stopniem ochrony IP67 dla bardziej wymagających środowisk.

Chwytaki podciśnieniowe są często używane do płaskich, gładkich lub dużych części, takich jak pudełka, arkusze, płyty lub opakowania. Pojedyncze przyssawki i proste rozdzielacze mogą być stosunkowo niedrogie, podczas gdy generatory podciśnienia, pompy, zawory i czujniki zwiększają ogólne koszty. Orientacyjne koszty przyssawek i rozdzielaczy wynoszą od 200 do 1500 euro, a generatorów podciśnienia od 500 do 3000 euro.

Chwytaki magnetyczne nadają się do przedmiotów ferromagnetycznych, na przykład metalowych półfabrykatów. Są one często proste w konstrukcji i mało zużywalne, ale muszą być dokładnie ocenione pod kątem magnetyzmu szczątkowego, wiórów i bezpieczeństwa. Typowe proste systemy kosztują od około 300 do 2000 euro.

Chwytaki adaptacyjne lub miękkie są stosowane, gdy części są wrażliwe, nieregularne lub zmienne. Mogą one oferować korzyści, zwłaszcza w przypadku dużej różnorodności produktów, ale często są droższe i czasami wolniejsze niż klasyczne chwytaki. Orientacyjnie, w zależności od projektu i systemu sterowania, realna cena wynosi od 600 do 6000 euro.

Dostosowane palce, szczęki lub narzędzia stanowią osobną pozycję kosztową. Nawet jeśli korpus chwytaka jest produktem standardowym, powierzchnie styku często muszą być dostosowane do przedmiotu obrabianego. W zależności od materiału, procesu produkcyjnego i złożoności, takie szczęki chwytaka mogą kosztować od kilkuset do kilku tysięcy euro za zestaw.

4 Dlaczego sprzęt to tylko część całkowitego kosztu

Podczas planowania budżetu często nie docenia się faktu, że sama cena chwytaka nie odzwierciedla rzeczywistych kosztów projektu. W szczególności w zastosowaniach przemysłowych ponoszone są dodatkowe koszty związane z projektowaniem, programowaniem, montażem, testowaniem i konserwacją.

Typowe dodatkowe koszty sprzętu obejmują płyty adaptera, palce, przyssawki, czujniki, zawory, przygotowanie sprężonego powietrza, technologię próżniową, kable, złącza i ewentualnie zmieniacz narzędzi. Bardziej złożone systemy mogą również wymagać czujników siły/momentu obrotowego, systemów kamer lub elementów bezpieczeństwa.

Do tego dochodzi wysiłek inżynieryjny. Obejmuje to projektowanie mechaniczne, planowanie elektryczne i pneumatyczne, programowanie robotów, podłączenie PLC, testy chwytania, optymalizację cyklu i dokumentację. W przypadku prostych aplikacji typu "podnieś i umieść" wysiłek ten jest możliwy do opanowania. Jednak w przypadku precyzyjnego montażu, wielu wariantów lub procesów o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, może on osiągnąć lub nawet przekroczyć czystą cenę sprzętu.

Należy również uwzględnić koszty eksploatacji. Kubki próżniowe, uszczelki, filtry, smary i części zamienne powodują stałe wydatki. Koszty są również ponoszone ze względu na czas przezbrojenia, konserwację i ewentualne przestoje. Całkowity koszt posiadania jest zatem ważniejszy niż sama cena zakupu.

5 Przykłady budżetu dla typowych zastosowań

Aby ułatwić orientację, koszty chwytaków robotów można podzielić na kategorie w zależności od złożoności aplikacji.

Chwytaki próżniowe lub proste chwytaki pneumatyczne są często używane do prostego przenoszenia, na przykład kartonów, płyt lub pojemników. Koszt sprzętu może wynosić od 400 do 5000 euro. W przypadku lekkiej integracji całkowite koszty mogą wynosić od około 1 500 do 10 000 euro.

W przypadku ogólnych operacji pick-and-place z mieszanymi częściami i średnią precyzją, elektryczny chwytak równoległy z niestandardowymi palcami często ma sens. Koszty sprzętu wynoszą tu często od 1500 do 6000 euro. Łącznie z integracją, 5 000 do 15 000 euro to realistyczne ramy planowania.

W przypadku bardzo precyzyjnych lub wrażliwych części, na przykład w elektronice, technologii medycznej lub precyzyjnym montażu mechanicznym, często potrzebne są chwytaki serwo, kontrola siły, technologia czujników lub wymagania dotyczące ESD / pomieszczeń czystych. Koszty sprzętu od około 3000 do 10 000 euro i całkowite koszty od 12 000 do 30 000 euro lub więcej nie są tutaj rzadkością.

Chwytaki adaptacyjne, chwytaki miękkie lub automatyczne zmieniacze narzędzi mogą być przydatne w przypadku dużej liczby wariantów i częstych zmian. Zwiększa to koszty sprzętu, ale jednocześnie można skrócić czas konfiguracji i zmniejszyć liczbę nieprawidłowych chwytów. Całkowite koszty takich zastosowań mogą wynosić od 15 000 do 40 000 euro lub więcej.

Wartości te zostały celowo sformułowane jako wytyczne. W wyspecjalizowanych sektorach, takich jak przemysł spożywczy, farmaceutyczny, pomieszczenia czyste, odlewnie lub zastosowania wysokotemperaturowe, koszty mogą być znacznie wyższe.

6 Standardowy chwytak czy niestandardowe rozwiązanie: co jest bardziej ekonomiczne?

W wielu projektach najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem nie jest całkowicie dostosowany chwytak, ale połączenie standardowych komponentów i dostosowanych powierzchni styku. Oznacza to, że korpus chwytaka pochodzi z katalogu, podczas gdy palce, szczęki, płyty ssące lub uchwyty są specjalnie zaprojektowane dla danego przedmiotu obrabianego.

Standardowy chwyt ak ma zwykle sens, jeśli geometria części jest prosta i stała, wymagania można spełnić za pomocą akcesoriów katalogowych i ważne jest szybkie wdrożenie. Standardowe rozwiązania oferują również korzyści w zakresie części zamiennych, dokumentacji i wsparcia.

Indywidualne rozwiązanie jest bardziej opłacalne, jeśli obrabiane elementy znacznie się różnią, są wrażliwe, mają nietypowe kształty lub wymagają specjalnych materiałów. Indywidualny projekt może być również konieczny w przypadku bardzo wąskich tolerancji, specjalnych wymagań higienicznych lub nietypowych zakresów.

Producenci tacy jak SCHUNK pokazują, jak szerokie stało się spektrum technologii chwytaków przemysłowych: Oprócz chwytaków pneumatycznych dostępne są chwytaki elektryczne, magnetyczne, samoprzylepne i specjalistyczne dla różnych branż i zastosowań. To sprawia, że wybór jest bardziej elastyczny, ale także zwiększa znaczenie jasnej specyfikacji technicznej.

7 Jak prawidłowo zaplanować budżet na chwytak robota

Dobre planowanie budżetu zaczyna się od jasnej specyfikacji. Przed wyborem chwytaka należy znać minimalny udźwig, środek ciężkości, geometrię przedmiotu obrabianego, powierzchnię, wymagany skok, długość palca, czas cyklu, tolerancje i warunki środowiskowe.

Następnie należy dokonać krótkiej wstępnej selekcji możliwych technologii chwytania: pneumatycznej, elektrycznej, próżniowej, magnetycznej, adaptacyjnej lub ich kombinacji. Dla każdego wariantu warto porównać koszty nabycia, koszty integracji, konserwacji, elastyczność i ryzyko awarii.

Prosty budżet może obejmować następujące pozycje:

Rezerwa w wysokości około 10 do 20 procent jest również wskazana w przypadku nowych zastosowań lub zastosowań trudnych do oszacowania. Zwłaszcza w przypadku początkowych projektów często pojawiają się dodatkowe koszty związane z dostosowaniem, testami lub zmianą wymagań dotyczących części.

Wniosek: dobry chwytak robota kosztuje tyle, ile wymaga tego zadanie

Dobry chwytak robota nie jest automatycznie najdroższym chwytakiem. Decydującym czynnikiem jest to, że niezawodnie radzi sobie z obrabianym przedmiotem, procesem i środowiskiem. W przypadku prostych zastosowań może wystarczyć od kilkuset do kilku tysięcy dolarów. W przypadku precyzyjnych, elastycznych lub wymagających zastosowań całkowite koszty, w tym koszty integracji, mogą być znacznie wyższe.

Aby realistycznie oszacować koszty, należy wziąć pod uwagę nie tylko korpus chwytaka. Palce, czujniki, technologia sprężonego powietrza lub podciśnienia, inżynieria, uruchomienie i bieżąca konserwacja są również częścią równania. Najlepszym rozwiązaniem jest zazwyczaj to, które jest technicznie niezawodne, powoduje niewiele przestojów i pozostaje ekonomiczne przez cały cykl życia.