گریپر یا چنگک

گریپر یا چنگک | Gripper، نوعی جک محسوب می‌شوند که برای جابجایی یا گرفتن قطعات بکار می‌روند. گریپرهای جک انگشتی بدلیل نداشتن ابزار برای آنها باید ابزار ساخت. در برخی از شرایط برای تشخیص موقعیت جک می‌توان سنسورهایی را نصب نمود.

تا با کمک آن برای تشخیص open یا close فک های گیره تشخیص و جهت کنترل، فرمان سیگنال هایی به سمت پردازنده دستگاه ارسال گردد. با طیف گسترده‌ای از گیره‌های پنوماتیکی، انتخاب گیره مناسب برای کار دستی آسان است.

برخی از آنها مانند: دستگیره‌های زاویه‌دار، موازی و سه فکی، با طیف گسترده او متنوع از گزینه‌ها، دامنه فشار و نیروهای چنگ زدن در دسترس هستند. از دستگیره های محکم در ماشین ابزار تا گیره‌های میکرو در الکترونیک، تناسب کامل را برای هر کاربردی تضمین می‌کند. "فک‌های" گریپر ابزارهای سفارشی پیشرفته‌ای هستند که برای گرفتن هدف کاربرد دارد.

گیره پنوماتیک | جک انگشتی پنوماتیک 

گیره پنوماتیک یا چنگک های نیوماتیک، نوعی از محرک های پنوماتیکی گیره‌ها هستند. در سیستم‌های نیوماتیک، گیره‌ها نقش گیره، نگهدارنده یا انبر را دارند و به همین دلیل به آن‌ها انگشت‌های پنوماتیک می‌گویند. به عنوان مثال در بازوهای دستگاه تولید ماسک جراحی  استفاده می‌شود.

غالبا از یک سیلندر و دو چنگک که توسط یک اهرم به هم متصل، تشکیل می‌شود. انگشت های پنوماتیک می‌تواند کارهایی قوی تر از انگشتان انسان انجام دهد.

زمانی که به دلیل شرایط محیطی یا مقدار نیروی لازم برای نگه داشتن یک قطعه یا وسیله نمی‌توانیم از دست خودمان استفاده کنیم، این نوع جک ها  را بکار می‌بریم. ساختار داخلی گیره از یک یا چند سیلندر پنوماتیکی تشکیل می‌شوند. باتوجه به اینکه یک گیره چند فک دارد، تعداد این عملگرها مصرفی در داخل گیره متفاوت است.

اما حداقل یک سیلندر خطی در داخل ساختمان گریپر نقش دارد. این سیلندرهای پنوماتیکی با کمک اتصالات و مکانیسم های خاصی که وظیفه تبدیل حرکت خطی سیلندر را دارد، نیروی سیلندر را به فک های گیره منتقل می‌کنند.

گیره پنوماتیک | جک انگشتی پنوماتیک 

در شرایط سخت محیطی بطور مثال اسیدی بودن محیط، دمای بالا، نیاز به محدودیت فضا و یا نیروی زیادی باشد بطوری که انسان قادر به فعالیت نیست، گریپرها را بکار می‌گیریم. با توجه به کاربردشان در فرم ها و اشکال مختلفی وجود دارند. که رایج ترین نوع آنها گریپرهای پنوماتیکی که در دو مدل شعاعی و خطی می‌باشد.

البته هر کدام از آنها حداقل دارای دو فک هستند. با توجه به شکل خاص گریپرهای نیوماتیک قابلیت نصب انواع اتصالات مکانیکی را به فک ها را دارند که عموما به آن فیتینگ می‌گویند. البته لازم به ذکر است که نباید با یراق آلات مربوط به قسمت اتصال اشتباه گرفت.

هسته تمامی فیتینگ ها فلز می‌باشد. اما با توجه به اشکال مختلف و اهدافشان می‌توانند شیاردار، صیقلی و رویه هایی با جنس های مختلف ساخت. در صنعت مجموعه ای از انواع حرکت ها را از طریق ترکیب گریپر و سیلندر امکان پذیر می‌باشد. گریپرها دارای دو مجرا برای ورود و خروج هوای تحت فشار می‌باشند.

البته لازم بذکر است که هنگام نصب باید به مسیر هوا توجه کنیم. این تجهیز را می‌توانیم از دو طرف راه اندازی کنیم، اما جهت حرکت و open و close آنها به ترتیب ورودی و خروجی هوا بستگی دارد. ورودی و خروجی هوا توسط شیرهای کنترل جهت یا شیرهای پنوماتیک کنترل می‌شود.

تفاوت بین گیره های داخلی و خارجی

• خارجی

این رایج ترین و ساده ترین روشی است که برای حفظ مصنوعات بکار می‌رود. کوتاه ترین طول ضربه را دارد. هنگامی که فک های گیره جمع می‌شود، نیروی جمع شدن گیره هدف را در جای خود قفل می‌کند.

• داخلی

هندسه جسم یا نیاز به رسیدن به بیرون جسم می‌تواند در برخی کاربردها مستلزم ماندگاری آن در وسط باشد. در این شرایط قدرت باز کردن گیره در اختیار بدنه خواهد بود.

انواع گریپر بر اساس عملکرد

• گریپر با حرکت خطی

سیلندر داخل گیره دو طرفه است. بطوریکه امکان ورود هوای تحت فشار از دو طرف وجود دارد و فک ها به صورت خودکار تنظیم می‌شوند. در نتیجه فک ها با هم حرکت می‌کنند. قابلیت گرفتن قطعه از داخل و خارج با حرکت خطی فک گریپر امکان پذیر و نصب آنها بسیار آسان است.

در اصل مواقعی کاربرد دارد که برای انجام عملیات روی قطعه ای مانند دیسک، شفت یا صفحه نیاز است با نیروی  زیاد، محکم و ثابت آن قطعه را بگیریم و ایمنی در کار از ضریب بالایی برخوردار باشد.

• گریپر با حرکت چرخشی

نام دیگر این دسته گریپرهای دورانی یا شعاعی با زاویه محدود نام گذاری می‌شود. همانند دسته قبل، سیلندر داخل گیره دو طرفه است. بطوریکه امکان ورود هوای تحت فشار از دو طرف وجود دارد و فک ها به صورت خودکار تنظیم می‌شوند. قابلیت نصب سنسور در دو طرف را دارد.

همچنین مانند گریپر خطی نصب بسیار راحتی دارند. این نوع گیره‌ها قادرند در هر زاویه ای با قدرت مناسب کار کنند. آنها همچنین قادر به تغییر قطعات از داخل و خارج هستند.

انواع گریپر بطور کلی

گریپر پنوماتیک نیز همانند سایر عملگر های پنوماتیک می‌تواند دو نوع عملکرد یعنی عملکرد یک طرفه و یا عملکرد دو طرفه داشته باشند چرا که ساز و کار کلی یکی است و گریپر هم همانند یک جک پنوماتیک ساده با یک پیستون و یک لوله و دو پرت عمل می‌کند.

• موازی

گیره های موازی رایج ترین گیره‌ها هستند به دلیل حرکت هم تراز و موازی چنگک های گیره به این نام معروف است. کار با آنها راحت تر است و می‌توانند تفاوت های ابعادی را در خود جای دهند.

• انبری یا زاویه ای (90-180 درجه)

همانند دسته قبلی گریپر موازی، وظیفه تغییر شی مورد نظر را دارد. تنها تفاوت گیره موازی پنوماتیک با گیره پنوماتیک گیره در نوع حرکت شاخک های آنها است. دلیل نام گذاری انبر‌های °180 نیز از نظر حالت بسته موازی تا °180 باز می‌باشد.

گیره موازی تا حدودی گران‌تر از گیره زاویه‌ای معادل می‌باشد، اما به نسبت پرطرفدار تر هست بدلیل آن که بدون تنظیم ابزار متصل، برای گرفتن طیف وسیعی از اندازه‌های اجزا می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. قابلیت عملکرد به عنوان سیلندر دو کاره از دیگر مزایای گیره های پنوماتیک زاویه ای و موازی است.

می‌توان از این ویژگی در داخل یا بیرون قطعه بکار برد. مدل های تک اثره با بازگشت فنر نیز امکان پذیر است. این گونه تغییراتی که در فنرها ایجاد می‌گردد به منظور فعالسازی گریپرها است تا بتوانند با نیروی بیشتری در فضای کوچکتر از آنها بهره برد.

• چند فک (سه نظام)

مدل گیره های موازی 2 فکی و گیره زاویه دار 2 فکی رایج ترین سبک های گیره پنوماتیکی هستند. گیره های زاویه ای زمانی که فک ها را به صورت شعاعی از جسم دور می‌کنند به فضای بیشتری نیاز دارند. سه گیره فک و ضامن نیز برای نیازهای جابجایی دقیق تر موجود است.

انواع گریپر بر اساس عملکرد انگشتان دست، مکانیسم تغییر و تنظیمات

در بیشتر موارد، انگشتان گیره پنوماتیکی بصورت محکم می‌گیرند. با این حال، این انگشتان ممکن است با متدهای گوناگونی تولید شوند تا حداقل قدرت و اندازه گیری مورد نیاز برای کاربرد را در نظر داشت. در عین حال ثبات گرفتن را بهبود می‌بخشد.

• 2 انگشتی

از بین این دو دسته گیره های دو انگشتی پنوماتیکی رایج تر هستند. انگشتان را می‌توان در دو مکان مختلف قرار داد. در یک حرکت هماهنگ در برابر محور مرکزی گیره، نوک انگشتان باز و بسته می‌شوند.

• 3 انگشتی

بدلیل چسبندگی محکمتری برای دست زدن به سطوح دایره ای و استوانه ای عالی هستند. انگشتان را می‌توان در سه مکان مختلف قرار داد. انگشتان گیره در جهت محور مرکزی گیره باز و بسته می‌شوند. در مقایسه با گیره‌های دو انگشتی، سه انگشت دقیق تر و دارای محافظت بیشتری هستند.

گیره مغناطیسی پنوماتیک

با گیره های مغناطیسی جابجایی مواد فرومغناطیسی امکان پذیر است. در هسته گیره‌ها آهنرباهای دائمی نصب می‌شوند. آهنربا را می‌توانیم برای قراردهی طیف وسیعی از اندازه های جسم بستگی به وزن آن به کار بگیریم. البته که آهنرباهای دائمی در دماهای بالاتر (بالای 150 درجه سانتیگراد) خاصیت مغناطیسی خود را از دست می‌دهند.

بر اساس تکرارپذیری

تکرارپذیری گیره نشانگر توانایی آن در دستیابی به دقت مکان بهینه است. با لحاظ کردن تعداد ارقام و سرعت کار، گیره های پنوماتیک ممکن است سطوح مختلف تکرارپذیری بپذیرد. در نتیجه، تکرارپذیری باید با توجه به الزامات دقت برنامه محاسبه شود.

استفاده از مکانیزم گریپر پنوماتیک

هر دوی این سیستم های موازی را می‌توان با سه یا چند فک برای گرفتن قسمت های دایره ای یا نامنظم ساخت. نیروهای گیره موازی برابر با اصطکاک اعمالی، درست مانند گیره های زاویه هستند. به دلیل اصطکاک ذاتی در مکانیسم های فک، گیره موازی با توجه به طول ابزار متصل به فک می‌تواند به عوامل کاهشی نیازمند باشد.

نیرو گرفتن گریپر پنوماتیک

این نیرو بر حسب پوند بر اینچ مربع مقاومت هوا اندازه گیری می‌شود. نیروی گیره از فشار هوا تأثیر می‌پذیرد. بدین صورت، اگر فشار هوا 20٪ افزایش یابد، نیروی گیره 20٪ افزایش می‌یابد. همچنین امکان استفاده از یک تنظیم کننده هوا برای کاهش نیروی گیره وجود دارد.

[latex]F \geq \frac{m\times g\times a}{n\times \mu }\times S[/latex]

نیروی گرفتن یک انگشت(N)  با علامت F، جرم قطعه کار (کیلوگرم) با علامت m، شتاب گرانشی 9.81 (متر بر ثانیه مربع) با علامتg، شتاب از حرکت پویا (m/sec²) با علامت a، تعداد انگشتان با علامت n (برای گرفتن دو انگشت n=2، برای گرفتن سه انگشت 3=n)، ضریب اصطکاکبا علامت μ، ضریب ایمنی با علامت S

معیارهای انتخاب گریپر پنوماتیک

گیره های 2 انگشتی در طیف گستزده ای  بسیار محبوب هستند ولی اشکال گرد یا استوانه ای را می‌توان با گیره های سه انگشتی گرفت.

مزایای گریپر پنوماتیک

1. وزن سبک
2. اقتصادی به لحاظ هزینه
3. قدرت بالای گرفتن یا چنگ زدن
4. توانایی تغییر طیف وسیعی از تنظیمات قطعه کار
5. قابلیت تنظیم در قدرت گرفتن

کاربرد گریپر پنوماتیک

نحوه نصب گیره و نکات نگهداری

چنگک های پنوماتیک، در روی بدنه آنها سوراخ هایی وجود دارد و همانند دیگر تجهیزات در سیستم پنوماتیک، روش های نصب مخصوص به خود را دارند که برای بهره برداری بهتر باید به آنها توجه نمود.

• توجه به فضای نصب و ابعاد گریپرها
• انتخاب گریپرهای خطی یا چرخشی براساس نوع عملکرد مورد نیاز
• انتخاب سایز مناسب گریپرها با در نظر گیری نیروی مورد نیاز عملگر (همانطور که اشاره شد گریپرها دارای دو مجرای ورودی و خروجی هوای تحت فشار هستند.)
• همانند سایر محرک های پنوماتیکی، سرعت باز و بسته شدن گیره‌ها را می‌توان با استفاده از لوازم جانبی پنوماتیکی مانند فلوکنترل های جریان، کنترل کرد.
• برای جلوگیری از آسیب رسانی به این تجهیز، اتصالات یا فیلینگ های مناسب را روی فک‌ها نصب کنید.
• مانند هر وسیله ای که حرکت رفت و برگشتی یا چرخشی و شعاعی دارد، از اعمال فشار مضاعف و مخالف به فک‌ها خودداری کنید.

      در صورت هرگونه سوال و پیشنهاد با مجموعه پرگاران تماس حاصل نمایید.