The Mega Trend of Gripper

Share with

A gripper is a device which enables the holding of an object to be manipulated. The easier way to describe a gripper is to think of the human hand. Just like a hand, a gripper enables holding, tightening, handling and releasing of an object. A gripper is just one component of an automated system. A gripper can be attached to a robot or it can be part of a fixed automation system. Many styles and sizes of grippers exist so that the correct model can be selected for the application.  Seeing all these robot grippers out there you may wonder, what are the advantages relative to the number of fingers presented on the gripper? Well, I would be lying to you if I said that there is one single solution to every robotic problem. The reason why there are a lot of different grippers out there is because there are a super wide range of applications that each does best at. But, if you simply look at the number of fingers on a gripper, what are the advantages of using a gripper that has 3 fingers?

Well to analyze this scientifically, we have to evaluate the other options too, i.e. other than using a 3 fingered gripper. So let’s see what is available on the market. 

1 Finger Grippers

Basically a hook. This is probably the simplest way to put a gripper on your robot. Even if you think it sounds ridiculous, some applications simply need a hook or probe to achieve what they need to do. In terms of precision and repeatability it is probably not very accurate, but it is also the cheapest you can get, no power needed, no maintenance.

2 Finger Grippers

There are different kinds of two fingered grippers on the market. The most popular ones are the parallel grippers. These grippers are either electrical, pneumatic or hydraulic and use two jaws that close against each other and remain parallel to each other. This means that only a pinch grasp can be accomplished using these grippers. These grippers are then really limited and are really rigid. In fact, they can rarely be programmed to adapt to the shape of the object. So custom fingertips and/or custom jaws have to be made when a new production or a different product has to be handled with the gripper. The advantage of having 2 fingers in this scenario is that you can roughly locate the part in the gripper. You can assume that the part will always be between the fingers, so it is relatively easy to automate a process knowing that. 

3 Finger Grippers

These grippers are pretty much similar to a turning machine chuck fitted on a robot, they are also known as self-centering. The 3 ”fingers” are closing toward a central axis to squeeze the part at the very center of this axis. Most of these grippers are actuated by hydraulic or pneumatic energy. They can usually carry a large payload, but are not very flexible at all and you have to change fingers or jaws for each different application.  The advantage of such a Gripper is the level of flexibility that can be accessible for any given application. Whether it is for research or industrial applications, it can adapt to pretty much everything. It can also handle a payload of 10 kg. The positioning in the Gripper highly depends on the grasping mode you have chosen, but is generally pretty accurate and has a repeatability of less than 0.05 mm. 

4-5 Finger Grippers

These type of grippers are still pretty unusual for any type of application. Even if they have been proven to work as a prosthetic for the human body, it is quite tough to make this work on a robot. So these grippers, most of the time, are very flexible because they can grasp a LOT of stuff, but they do not often have an accurate repeatability and they often cannot handle a heavy payload. This why these kinds of grippers are not very popular, they are just not ready yet for industry. 

So if we are making a short resume of all kinds of ‘fingered’ grippers. Single fingered grippers are cheap but are not too precise, they can work well for removing a part from a machine for example. Two finger grippers are better because they can grasp a wider range of parts and handle them with better precision and their payloads are descent, but it can be complicated to use a parallel gripper when changing part size or geometry. The three fingered grippers are more precise and can handle more diverse part sizes and shapes. Thus, they are generally more expensive. Grippers with more than 4 fingers are complicated to use and cannot carry a heavy payload, so they are still in the research stage and are not really used in industry.

การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของกริปเปอร์

Share with

Gripper เป็นเครื่องมือที่ใช้จับวัตถุในขณะที่วัตถุนั้น ๆ ถูกดำเนินการอยู่ วิธีที่ง่ายที่สุดที่ใช้อธิบาย Gripper ก็คือให้นึกถึงมือของมนุษย์ เช่นเดียวกัน Gripper ก็ใช้สำหรับจับยึดวัตถุ ทำให้แน่น เคลื่อนย้ายและปล่อย Gripper เป็นส่วนหนึ่งของระบบอัตโนมัติ โดยสามารถติดตั้งกับหุ่นยนต์หรือเป็นส่วนหนึ่งของระบบอัตโนมัติถาวร Gripper มีหลายขนาดและรูปแบบ จึงสามารถเลือกรุ่นให้เหมาะสมกับการใช้งานได้ การที่ได้เห็น Gripper ของหุ่นยนต์ที่มีอยู่ทั่วไปอาจทำให้คุณสงสัยว่า Gripper มีประโยชน์มากขึ้นตามจำนวนขาของ Gripper หรือไม่ ก็คงเป็นการโกหก หากกล่าวว่ามีโซลูชั่นหนึ่งสามารถตอบโจทย์ทุกปัญหาของหุ่นยนต์ได้ เหตุผลที่ว่าทำไมถึงมี Gripper มากมายให้เลือกนั้น ก็เพราะว่ามันมีการใช้งานที่หลากหลายที่ Gripper แต่ละชนิดจะทำงานได้ดีแตกต่างกัน แต่ถ้าคุณมองไปที่จำนวนขาของGripper ก็จะเห็นว่าข้อดีของGripperประเภท 3 ขาคืออะไร

ถ้าจะวิเคราะห์ตามหลักวิทยาศาสตร์แล้ว เราได้มีการประเมินทางเลือกอื่น ๆ ด้วย เช่น นอกเหนือจากการใช้ Gripper ประเภท 3 ขา ลองมาดูกันว่ามี Gripper ประเภทไหนบ้าง

Gripperประเภท 1 ขา

เรียกง่าย ๆ ก็คือแบบตะขอ ซึ่งอาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการติดตั้งGripperกับหุ่นยนต์ แม้ว่าจะฟังดูตลก การใช้งานบางอย่างก็ต้องการแค่ตะขอหรือเครื่องมือบางอย่างที่จะช่วยให้เราทำงานได้สำเร็จ แต่ในแง่ของความแม่นยำและการทำซ้ำนี่อาจจะไม่ได้ตอบโจทย์ในเรื่องความถูกต้องนัก แต่ก็เป็นประเภทราคาย่อมเยาว์ที่สุดที่คุณจะสามารถหาได้ สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้าหรือการบำรุงรักษาใด ๆ

Gripperประเภท  2 ขา

มี Gripper ประเภท  2 ขาหลายแบบในท้องตลาด แบบที่เป็นที่นิยมมากที่สุดคือ Gripper แบบขนาน ซึ่งอาจจะมาในรูปแบบของการใช้ไฟฟ้า แรงอัด หรือไฮดรอลิก และใช้ 2 ขาที่ขนานกันของ Gripper บีบเข้าหากัน นั่นแปลว่าสามารถเกิดการหนีบได้โดยใช้ Gripper ประเภทนี้ ทั้งนี้ Gripper ประเภทนี้มีข้อจำกัดและมีความตายตัว ความจริงแล้ว มันไม่สามารถเพิ่มคำสั่งเพื่อให้เหมาะสมกับรูปร่างของวัตถุที่ใช้งานได้ ดังนั้น จึงต้องมีการปรับปลายขาหรือปรับรูปแบบขาของ Gripper เมื่อต้องการใช้กับผลิตภัณฑ์ใหม่หรือแตกต่างจากเดิม ข้อดีของ Gripper ประเภท 2 ขาก็คือคุณสามารถระบุตำแหน่งของ Gripper แบบคร่าว ๆ ได้ คุณสามารถคาดเดาได้ว่าชิ้นส่วนจะอยู่ระหว่างขาของ Gripper เสมอ ดังนั้น จึงเป็นเรื่องที่ค่อนข้างง่ายที่คุณจะทำให้กระบวนการเป็นไปอย่างอัตโนมัติโดยใช้การคาดการณ์นี้

Gripperประเภท  3 ขา

Gripper ประเภทนี้ค่อนข้างคล้ายกับการนำหัวจับเครื่องกลึงมาใส่ในหุ่นยนต์ และเป็นที่รู้จักในแง่ของเครื่องที่ปรับศูนย์กลางได้เอง Gripper 3 ขาจะหุบรวมกันตรงแกนกลางเพื่อหนีบชิ้นส่วนให้อยู่ตรงกลาง Gripper ประเภทนี้ส่วนใหญ่จะทำงานด้วยไฮดรอลิกหรือแรงอัด โดยสามารถรับน้ำหนักมาก ๆ ได้ แต่ไม่ยืดหยุ่น และคุณจะต้องทำการปรับเปลี่ยนขาในการใช้งานแต่ละครั้งที่แตกต่างกัน ข้อดีของ Gripper ประเภทนี้ก็คือระดับความยืดหยุ่นที่เหมาะกับการใช้งานหลากหลาย ไม่ว่าจะใช้สำหรับการใช้งานเพื่อการวิจัยหรืออุตสาหกรรมก็สามารถปรับใช้ได้กับแทบทุกประเภท ทั้งยังสามารถรับน้ำหนักได้ถึง 10 กก. ตำแหน่งของ Gripper ก็ขึ้นอยู่กับโหมดการจับที่คุณสามารถเลือกได้ ซึ่งค่อนข้างแม่นยำและมีการทวนซ้ำที่น้อยกว่า 0.05 มม.

Gripperประเภท  4-5 ขา

Gripper ประเภทนี้ค่อนข้างพบได้ยากสำหรับการใช้งานทุกประเภท แม้จะได้รับการพิสูจน์ว่าทำงานได้เหมือนกับเป็นอวัยวะเทียมของมนุษย์ ก็ยังคงยากที่จะให้ทำงานได้ในหุ่นยนต์ ส่วนใหญ่แล้ว Gripper ประเภทนี้มีความยืดหยุ่นเป็นอย่างมากเพราะว่าสามารถจับสิ่งของได้หลากหลาย แต่หลายครั้งก็ไม่สามารถเกิดการทำซ้ำที่แม่นยำได้และไม่สามารถรับน้ำหนักมากได้ Gripper ประเภทนี้จึงไม่ได้รับความนิยมมากนักเนื่องจากยังไม่เหมาะสำหรับการทำงานในอุตสาหกรรม

ดังนั้น เราสามารถสรุปสั้น ๆ เกี่ยวกับ Gripper ที่มีขาในแต่ละประเภทได้ ดังนี้ Gripper ประเภทขาเดียวนั้นราคาไม่แพงแต่ไม่ค่อยแม่นยำ ทำงานได้ดีสำหรับการนำชิ้นส่วนออกจากเครื่องจักร Gripper ประเภท 2 ขาทำงานได้ดีกว่าเนื่องจากสามารถจับชิ้นส่วนได้หลากหลายและทำงานได้แม่นยำกว่าและรับน้ำหนักได้ดี แต่ Gripper แบบขนานนี้ไม่สามารถทำงานได้หากเปลี่ยนขนาดหรือรูปร่างของชิ้นส่วน Gripper ประเภท 3 ขามีความแม่นยำมากกว่าและสามารถใช้งานกับชิ้นส่วนที่มีขนาดและรูปร่างหลากหลาย ดังนั้น โดยทั่วไปจึงมีราคาที่แพงกว่า Gripper ที่มีมากกว่า 4 ขาขึ้นไปนั้นมีการใช้งานที่ซับซ้อนและไม่สามารถรับน้ำหนักได้มาก ดังนั้นจึงอยู่ในขั้นของการวิจัยและไม่ได้มีการใช้งานจริงในอุตสาหกรรม

Gripper

Article by: MEGA Tech magazine

グリッパーのメガトレンド

Share with

グリッパー(取っ手)とは モノを取り、そのモノを指定した工程通りに固定又は移動させる器具である。もっと簡単に説明するとグリッパーを人間の手だと想像してもらいたい。モノを固定し、ある場所から移動させ、決められた位置で下ろす。グリッパーは自動システムの一部であり、ロボット又は自動システムの一部に設置される。グリッパーは多くの種類及び機能があり、作業に適したモデルを選ぶことができる。

一般的に人々がロボットグリッパーを見た時、グリッパーの数が多いほどより多くのことができるのでないかと疑問に思う

こともあるでしょう。ただし、ロボット全体の問題解決が脚の数であると言うとウソになる。なぜこんなに多くの種類のグリッパーがあるのか?その理由はそれだけ多くの用途をグリッパーで対応しなければならないからである。しかし、もっと単純にグリッパーの脚の数を見てほしい、3脚グリッパーの利点は何なのか?

科学的に解析し、私達はその他のオプションを評価することがあります。市場には3脚グリッパーの他にどのようなグリッパーがあるのか、見てみましょう。

1脚グリッパー

フック型と言い、ロボットの設置が最も簡単な方法である。単純ではあるが、作業によってはフック又は単純な
器具で作業を完結することができる。ただし、機密性及び再現性は正確ではないが、予算等の関係で選ばざる負えない場合、このタイプのグリッパーが答えであり、電気の接続とメンテナンスもいらない。CNC機から部品を取り出す場合、例から付いてこのフック型が適切である。

2脚グリッパー

市場の2脚グリッパーは多くの種類があり、最も人気なのは平行型である。仕様は電気、空圧又は油圧があり、
平行した2つの脚を絞めてモノを取る仕組みである。2脚グリッパーは限定及び固定され、モノの形に合った
コマンドを追加できない。その為、脚の先を整形及びモノに合った形にしなければ、新しいモノ又は違うモノ
を掴むことはできない。2脚グリッパーの利点は簡易的にグリッパーの位置を決め、モノが平行の脚の中にあるかを予測できる。その為、工程を自動化するには本種類のグリッパーを使用することで設計を組みやすい。

3脚グリッパー

3脚グリッパーは旋盤機の製品固定部分をロボットにした形になる及び中心を自動で取ることができ、3つの
脚が中心のモノを挟む仕組みである。仕様は空圧又は油圧が多く、重量に関する耐久性が優れているが、伸縮性がない上、モノによって脚を取り換えなければならない場合もある。
利点は多くのモノに対応することができる。それは研究用から工業用まで対応でき、10キロまでのモノを運ぶことができる。グリッパーの位置もモードによって選択することができ、機密性及び再現性が高く、その差を0.05ミリ
以内に収めることが可能である。

4~5脚グリッパー

この種類のグリッパーは人間の動作を機密に再現したにも関わらず、全用途に置いてあまり使用されていない。
その上、ロボットに取り付けた上での操作がまだ難しい。4~5脚グリッパーは収縮性に優れており、多くの用途に使用可能。ただし、再現性が低く、重量のあるモノに対応できないことがある。その為、現時点で工業的には本種類のグリッパーを使用するには不適切。

その為、各種類のグリッパーをまとめたら以下通りである。1脚グリッパーは値段が安い、ただし精密性は欠け、
機械からモノを取り出す作業が得意である。2脚グリッパーはより広範囲のモノに対応でき、精密性及び重量の
あるモノが得意であるが、平行脚は突然の変形又は多くの種類を扱う作業に対応できない。3脚グリッパーはより精密性があり、変形するモノ又は多くの種類を扱う作業ができる。ただし、一般的にはまだ高額である。4脚以上のグリッパーは扱いがまだ方法が複雑であり、重量のあるモノに対応できない。現在はまだ研究段階で、工業的に使用するには困難。

Shopping cart close