Захват для робота
на складе

Самое важное в робоклешне — то, как она будет удерживать груз. Ниже рассказываем о самых популярных видах захватов.

Чаще всего у роботов механический тип захвата. Рабочие элементы — пальцы или губки — смыкаются вокруг объекта и удерживают его за счёт механического усилия. Это хорошо изученная конструкция, которую можно разнообразить под задачи склада или производства. Например, с помощью двухпальцевого параллельного захвата путволл от Яндекс Роботикс сортирует товары: перемещает коробки, ящики, детали с ровными гранями.

Привод механических захватов бывает пневматическим или электрическим. Пневматика быстрее и дешевле, но требует подведения сжатого воздуха и не позволяет точно регулировать усилие. Сервоэлектрический захват может регулировать силу сжатия в зависимости от типа груза. Его часто устанавливают на коллаборативных роботах грузоподъёмностью до 24 кг. Эти машины работают в общем пространстве с людьми, часто переносят мелкие детали, упакованные товары, хрупкие изделия.

Пневматический привод и пневматический захват — не одно и то же. Привод просто двигает пальцы или губки: сжатый воздух толкает поршень, поршень смыкает рабочие элементы. Сам гриппер при этом остаётся механическим. Пневматический захват (его ещё называют энд-эффектором) устроен иначе. Воздух подаётся в камеры или пневмоцилиндры, которые фиксируют груз.

С помощью пневматической клешни можно перетаскивать тяжёлые гофрированные коробки, ящики, крупную тару. Подвижных частей внутри устройства мало, поэтому пневмоцилиндры работают на протяжении многих циклов, не боятся пыли и вибрации. Например, один из промышленных роботов от Яндекс Роботикс с пневматическим энд-эффектором предназначен для палетирования мешков с сыпучей продукцией — сухих строительных смесей, минеральных компонентов для дорожной разметки.

Вакуумный захват работает как присоска: насос откачивает воздух, атмосферное давление буквально прижимает объект к клешне. Вакуумному грипперу достаточно прислониться к верхней крышке короба или другой плоской поверхности, чтобы забрать товар. Даже если коробы на паллете стоят вплотную друг к другу, робот возьмёт каждый поочерёдно.

Робот с вакуумным захватом может как укладывать товары на поддоны, так и разбирать сами палеты. Вакуумные присоски крепятся к раме на конце захвата, модульной плите, и держат короб равномерно. В модульных конструкциях расположение и количество присосок можно менять.

Робот с вилочным захватом действует как человек: он подхватывает вилами груз снизу и поддерживает его. Груз может быть любой — мешок, мягкая тара, открытый ящик или любой другой короб, который нельзя поднять присоской сверху. Единственное условие — под грузом должен быть зазор для входа вил.

Боковой зажимной захват фиксирует груз с двух сторон с помощью пластин или губок. Чтобы не смять мягкую или нестандартную упаковку, в конструкцию добавляют подпружиненные элементы: они не дают роботу сильно сжать товар. С помощью подпружиненного захвата робот берёт мягкие грузы: картонные коробки, тару с неровными стенками, подушки.

Когда в одном производственном цикле нужно работать с разными типами грузов, используют комбинированные решения. Например, паллетайзер может в одном цикле взять прокладочный лист вакуумом, поднять палету вилами, уложить короб зажимным элементом.

Роботу с магнитным захватом достаточно соприкоснуться с металлической поверхностью для фиксации товара. Поэтому с помощью магнитной клешни можно перетаскивать стальные листы, металлическую тару и заготовки после лазерной резки.

В большинстве таких грипперов используются электропостоянные магниты. Ток нужен для их включения и отключения, и не нужен, когда гриппер переносит груз. Даже если отключить электричество, магниты продолжат работать и груз не упадёт.

Нестандартная упаковка, специфический ассортимент или жёсткие требования по скорости и точности — повод разработать роборуку под себя.

Для этого нужно передать подрядчику, с какими грузами вы работаете: их габариты, вес, материал, состояние поверхности, степень хрупкости. На основе данных инженеры построят 3D-модель захвата для робота, проверят в симуляции, затем напечатают прототип. Финальный этап — тесты на реальных грузах в условиях, близких к рабочим. После этого роборука пойдёт в производство.

Робот-комплектовщик работает в зоне отбора: извлекает товар из короба, перекладывает его в тару или на конвейер. Но ассортимент предметов редко бывает однородным, поэтому пикер Яндекс Роботикс работает с двумя типами грипперов — вакуумным и двухпальцевым.

Палетирование и депалетирование — физически тяжёлые, монотонные операции, которые можно поручить роботам. Конкретный тип захвата будет зависеть от грузов, которые машины будут укладывать.

Депалетайзер от Яндекс Роботикс перемещает грузы с палет с помощью вакуумных захватов. Ему не нужно настраиваться под каждый вид товара: благодаря машинному зрению и искусственному интеллекту робот сам определяет, как взять объект. Производительность депалетайзера — до 450 циклов в час.

На палеты можно перемещать гофрокоробы и мешки. Для укладки гофрокоробов на палету разрабатывается отдельный захват — это позволяет роботу работать с несколькими коробами одновременно, а также держать темп 400–700 штук в час.

Перетаскивать тяжёлые мешки тоже нелегко. Мягкая тара деформируется, поэтому на этом участке склада работают роботы с пневматическим захватом. Робот укладывает мешки шахматным порядком для устойчивости паллеты. Грузоподъёмность — до 50 кг, производительность — 600 мешков в час.