Robot gripper, cosa serve per la manipolazione di piccoli oggetti

Le attività di packaging richiedono spesso una manipolazione molto delicata, perché alcune confezioni non hanno punti di presa evidenti mentre altre sono molto flessibili. Per gestirle l’ideale è un robot gripper, ovvero un meccanismo in grado di afferrare oggetti di diversi pesi e dimensioni. Più precisamente, è un sottosistema di un meccanismo di manipolazione che fornisce un contatto temporaneo con l’oggetto da afferrare.
Un robot gripper assicura che la posizione e l’orientamento dell’oggetto che viene afferrato siano sufficientemente vincolati in maniera che alcuni processi, come per esempio il trasporto o l’unione (per citarne un paio), siano eseguiti in modo efficiente.
I gripper sono in grado di gestire con precisione parti più piccole di un francobollo, inclusi piccoli ingranaggi e componenti in plastica per dispositivi medici. E sono proprio velocità e precisone in attività ripetitive i loro punti di forza. Inoltre, evitano ogni tipo di errore che l’uomo potrebbe facilmente commettere in tali attività.

Miniaturizzazione sempre più spinta

Per svolgere attività di assemblaggio, le “tradizionali” mani robotiche richiedono complicati meccanismi o elaborate strategie di controllo e rilevamento della forza. E questo le rende soluzioni costose e di difficile realizzazione per l’impiego in attività come la raccolta o la gestione piccoli oggetti. Molto più efficaci ed economici sono invece i robot gripper.
La costante richiesta di dispositivi in grado di posizionare con precisione parti sempre più piccole ha da tempo portato alla miniaturizzazione sempre più spinta dei robot gripper. In questo scenario, un ruolo molto importante lo ha giocato la possibilità di disporre di sofisticati micromotori con diametro di una decina di millimetri e capaci di produrre elevata potenza. Questi permettono di gestire al meglio le singole dita del robot gripper per poter manipolare oggetti grandi e di peso elevato, ma anche piccoli e delicati.

Quale robot gripper scegliere?

Non esiste una formula per scegliere un robot gripper, ma per individuare quello più adeguato per ogni specifica applicazione vanno considerati diversi fattori, quali la forma del pezzo, il volume di produzione e il livello di manipolazione del medesimo pezzo. Il gripper migliore è quello che afferra, ruota e posiziona in modo preciso e coerente le parti senza danneggiarle.
Per aiutare i produttori a trovare la soluzione di presa ottimale, i fornitori offrono modelli basati su varie tecnologie con diversi movimenti delle ganasce (rotazioni e spostamenti lungo un asse) e quantità di dita (due o tre).
Nell’ambito del packaging, sono usati diversi tipi di gripper. I più diffusi sono: elettrici, idraulici, pneumatici, meccanici e flessibili.

Robot gripper elettrici

I gripper elettrici sono programmabili: forniscono così un migliore controllo della forza della ganascia e del posizionamento delle dita. Questo perché sono dotati di un motore elettrico e di un controllore il quale fornisce un segnale relativo alla forza, alla posizione o alla velocità richiesta dal robot. La pinza riceve il segnale e il suo motore esegue il movimento desiderato. Si tratta di gripper che funzionano senza dover ricorrere a flussi d’aria, come accade invece con i modelli pneumatici, e quindi gli oggetti manipolati non sono esposti a polvere e detriti. E ciò li rende particolarmente adatti all’impiego in ambienti in cui l’igiene e il controllo della contaminazione sono elementi basilari.

Robot gripper pneumatici

I modelli pneumatici sono quelli che meglio si prestano a gestire piccole parti (5 cm o meno di lunghezza, larghezza o altezza). Nel caso si debbano manipolare oggetti di piccole dimensioni, è buona pratica avere le ganasce del robot più piccole possibile perché lo spazio operativo è solitamente limitato.

Robot gripper idraulici

I gripper idraulici funzionano ad aria compressa e a pistoni e sono i più indicati con i prodotti grandi e pesanti perché possono applicare una forza elevata. Sono progettati con pistoni e parti lubrificate, il che significa che possono richiedere una maggiore manutenzione rispetto ad altri tipi di gripper.

Robot gripper meccanici

I gripper meccanici utilizzano due o più “dita”, che si chiudono afferrando il prodotto o la confezione. Sono un’opzione conveniente e affidabile per molte applicazioni di imballaggio pick-and-place standard. Un robot gripper meccanico può mantenere una presa salda su prodotti o confezioni durante i movimenti ad alta velocità e le sue potenti ganasce possono sollevare e trattenere oggetti pesanti, ma, senza una corretta calibrazione, rischia di schiacciare oggetti delicati. È possibile prelevare e posizionare pezzi con spessore variabile senza cambiare il gripper, ma oggetti dalla forma irregolare possono rappresentare un problema per la struttura e gli angoli statici delle ganasce.
I robot gripper a due dita possono raccogliere la maggior parte degli oggetti e sono facili da installare e programmare. Uno degli svantaggi per le attività di imballaggio è che tali robot di solito possono gestire solo un oggetto alla volta e questo può rallentare l’attività. Un’opzione per aumentare il numero di oggetti che il robot gripper può manipolare è raddoppiare i gripper. Il doppio gripper è particolarmente adatto per le attività inerenti all’imballaggio.
Esistono anche gripper a tre o più dita. Ciò consente al robot di maneggiare gli oggetti rotondi e cilindrici in modo più sicuro.
Infine, i gripper flessibili sono pensati per gestire oggetti delicati senza causare danni o graffi, come alimenti o articoli che richiedono di evitare ogni tipo di graffio.

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