سایر جک‌های پنوماتیک

در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، همیشه نمی‌توان از یک جک و سیلندر پنوماتیک معمولی برای ایجاد حرکت استفاده کرد. گاهی فضای نصب محدود است، گاهی قطعه باید بدون چرخش جابه‌جا شود، در بعضی ماشین‌آلات حرکت باید به‌صورت زاویه‌ای انجام شود و در برخی کاربردها نیز لازم است قطعه کار توسط فک‌های پنوماتیکی گرفته، نگه داشته یا جابه‌جا شود.

برای چنین کاربردهایی، گروهی از عملگرهای تخصصی علاوه بر جک قلمی، جک کامپکت و جک چهارمیل مورد استفاده قرار می‌گیرند که در بازار پنوماتیک با نام‌هایی مانند جک TN پنوماتیک، جک چرخشی پنوماتیک، گریپر MHC2، گریپر MHY2، گریپر MHZ2 و جک انگشتی شناخته می‌شوند.

این محصولات از نظر نحوه انتقال نیرو و حرکت با سیلندرهای معمولی تفاوت دارند و هرکدام برای مسئله مشخصی در طراحی ماشین‌آلات مناسب هستند.

به همین دلیل انتخاب آنها باید بر اساس نوع حرکت، فضای نصب، وزن و شکل قطعه، نیروی موردنیاز، میزان دقت، کورس، زاویه حرکت و نحوه گرفتن قطعه انجام شود؛ نه صرفاً بر اساس ابعاد یا قیمت.

جک TN پنوماتیک چیست؟

جک TN پنوماتیک یکی از عملگرهای پرکاربرد برای ایجاد حرکت خطی پایدار در فضاهای محدود است. این مدل معمولاً به شکل دو شفت یا Twin Rod طراحی می‌شود و به دلیل استفاده از دو میله موازی، در برابر چرخش و نیروهای جانبی نسبت به یک سیلندر تک‌شفت معمولی پایداری بیشتری دارد. منابع فنی مختلف نیز TN را به‌عنوان سیلندر دوشفت و جمع‌وجور برای حرکت خطی و کاربردهای Pick & Place معرفی می‌کنند.

وجود دو شفت باعث می‌شود بار متصل به قسمت متحرک، حرکت کنترل‌شده‌تری داشته باشد و احتمال چرخش مجموعه کاهش پیدا کند.

مزایای جک TN

از مهم‌ترین ویژگی‌های این نوع جک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طراحی نسبتاً فشرده
• استفاده از دو شفت موازی
• مقاومت بهتر در برابر چرخش
• پایداری مناسب در حرکت خطی
• قابلیت استفاده در فضاهای محدود
• مناسب برای سیستم‌های Pick & Place
• مناسب برای جابه‌جایی و موقعیت‌دهی قطعات
• امکان استفاده از سنسور موقعیت در مدل‌های دارای مگنت

در بسیاری از مدل‌های TN، ساختار دو شفت و طراحی جمع‌وجور برای کاربردهایی در نظر گرفته شده که هدایت و جلوگیری از چرخش بار اهمیت دارد.

جک TN در چه کاربردهایی استفاده می‌شود؟

این نوع عملگر می‌تواند در مواردی مانند:

• جابه‌جایی قطعات
• سیستم‌های Pick & Place
• فیکسچرهای پنوماتیک
• ماشین‌آلات مونتاژ
• انتقال قطعات در مسیر خطی
• موقعیت‌دهی قطعات
• مکانیزم‌های محدود از نظر فضا

استفاده شود.

البته اگر بار خارجی دارای گشتاور یا نیروی جانبی قابل‌توجه باشد، نباید صرفاً به دوشفت بودن جک اکتفا کرد؛ در چنین شرایطی باید ظرفیت بار، نحوه نصب و نیاز به راهنمای مستقل نیز بررسی شود.

جک چرخشی پنوماتیک چیست؟

گاهی حرکت رفت و برگشتی خطی برای ماشین کافی نیست و لازم است یک قطعه، ابزار یا مکانیزم حول یک محور بچرخد.

در چنین شرایطی از جک چرخشی پنوماتیک یا Rotary Actuator استفاده می‌شود.

در این عملگر، انرژی هوای فشرده به حرکت زاویه‌ای تبدیل می‌شود. بسته به نوع طراحی، مکانیزم تبدیل حرکت می‌تواند با استفاده از پره، Rack & Pinion یا سازوکارهای دیگر انجام شود.

در خانواده عملگرهای چرخشی صنعتی، نمونه‌هایی مانند CRB، CRQ2، MSQ و مدل‌های مشابه وجود دارند که برای ایجاد حرکت زاویه‌ای طراحی شده‌اند.

جک چرخشی پنوماتیک چه کاربردی دارد؟

کاربرد جک چرخشی زمانی منطقی است که یک قطعه باید در یک زاویه مشخص جابه‌جا شود.

برای مثال:

حرکت خطی → چرخش قطعه → قرارگیری در موقعیت جدید

کاربردهای متداول عبارت‌اند از:

• چرخاندن قطعات
• تغییر جهت قطعه
• انتقال قطعه بین دو موقعیت
• مکانیزم‌های مونتاژ
• سیستم‌های Pick & Place
• ماشین‌آلات بسته‌بندی
• تغییر جهت محصولات روی خط
• مکانیزم‌های باز و بسته کردن
• فیکسچرهای اتوماتیک

جک چرخشی یا جک خطی؛ کدام مناسب است؟

این دو عملگر جایگزین مستقیم یکدیگر نیستند.

اگر نیاز دستگاه این باشد که:

قطعه از نقطه A به B در یک مسیر مستقیم حرکت کند → جک خطی

اما اگر نیاز باشد:

قطعه حول یک محور مشخص بچرخد → جک چرخشی

انتخاب صحیح باید بر اساس زاویه چرخش، گشتاور موردنیاز، سرعت، اینرسی بار و نحوه انتقال نیرو انجام شود.

یکی از اشتباهات رایج این است که کاربر فقط بر اساس فشار هوا یا سایز پورت، عملگر را انتخاب کند؛ در حالی که در یک عملگر چرخشی، گشتاور و اینرسی بار اهمیت بسیار زیادی دارند.

گریپر پنوماتیک چیست؟

گریپر پنوماتیک یا Air Gripper یک عملگر تخصصی برای گرفتن، نگه داشتن، جابه‌جا کردن یا رها کردن قطعات است.

برخلاف جک‌های معمولی که معمولاً یک شفت برای ایجاد حرکت خطی دارند، گریپر دارای فک‌هایی است که به سمت یکدیگر حرکت کرده یا از هم باز می‌شوند.

در یک سیکل ساده:

فرمان پنوماتیک → حرکت مکانیزم گریپر → بسته شدن فک‌ها → گرفتن قطعه

و سپس:

فرمان مخالف → باز شدن فک‌ها → آزاد شدن قطعه

گریپرها در سیستم‌های اتوماسیون، رباتیک و ماشین‌آلات Pick & Place کاربرد بسیار زیادی دارند.

در انتخاب گریپر باید علاوه بر کورس و فشار، مواردی مانند شکل قطعه، وزن، مرکز ثقل، جهت گرفتن، نیروی گیره و فاصله محل گرفتن تا محور گریپر نیز بررسی شود. راهنمای انتخاب SMC نیز برای انتخاب گریپر به عواملی مانند شکل و جرم قطعه، نقطه گرفتن، فشار کاری و نوع کاربرد اشاره می‌کند.

گریپر MHC2

گریپر MHC2 یک گریپر پنوماتیک دو انگشتی با عملکرد زاویه‌ای است. در این ساختار، فک‌ها با حرکت زاویه‌ای باز و بسته می‌شوند و برای کاربردهایی که محدودیت فضایی یا هندسه خاص قطعه وجود دارد، می‌تواند گزینه مناسبی باشد. SMC، MHC2 را در گروه Angular Style Air Gripper قرار می‌دهد.

یکی از ویژگی‌های مهم این خانواده، استفاده از مکانیزمی است که حرکت فک‌ها را به‌صورت زاویه‌ای ایجاد می‌کند.

کاربردهای گریپر MHC2

• گرفتن قطعات کوچک
• ماشین‌آلات مونتاژ
• Pick & Place
• فیکسچرهای اتوماتیک
• انتقال قطعات
• گرفتن قطعات با هندسه مناسب برای فک زاویه‌ای

در انتخاب MHC2 باید علاوه بر اندازه قطعه، زاویه باز و بسته شدن فک، وزن قطعه و فاصله مرکز جرم از محل گرفتن را در نظر گرفت.

گریپر MHY2

گریپر MHY2 یک گریپر پنوماتیک زاویه‌ای با حرکت ۱۸۰ درجه‌ای فک‌هاست که در ساختار Cam Type قرار می‌گیرد. این ویژگی آن را از گریپرهای معمولی با باز و بسته شدن محدود متمایز می‌کند.

در این نوع گریپر، فک‌ها می‌توانند برای گرفتن یا آزاد کردن قطعه در یک محدوده زاویه‌ای بزرگ حرکت کنند.

کاربرد گریپر MHY2

این مدل می‌تواند برای کاربردهایی مانند:

• گرفتن قطعات در فضای محدود
• انتقال قطعات
• ماشین‌آلات مونتاژ
• مکانیزم‌های Pick & Place
• چرخاندن یا آزادسازی قطعه
• کاربردهای اتوماسیون با نیاز به حرکت زاویه‌ای فک

مناسب باشد.

نکته مهم این است که MHY2 را نباید صرفاً به دلیل تعداد انگشت یا ابعاد آن انتخاب کرد؛ هندسه قطعه و مسیر حرکت فک‌ها باید با مکانیزم دستگاه هماهنگ باشد.

گریپر MHZ2

گریپر MHZ2 در گروه گریپرهای موازی قرار می‌گیرد و برخلاف مدل‌های زاویه‌ای، حرکت فک‌ها به‌صورت موازی انجام می‌شود. SMC این سری را به‌عنوان Parallel Type Air Gripper معرفی می‌کند.

حرکت موازی فک‌ها باعث می‌شود برای بسیاری از کاربردهای گرفتن مستقیم قطعه، ساختار مناسبی داشته باشد.

کاربرد گریپر MHZ2

از کاربردهای این مدل می‌توان به:

• گرفتن قطعات استوانه‌ای
• جابه‌جایی قطعات
• ماشین‌آلات مونتاژ
• Pick & Place
• موقعیت‌دهی قطعات
• انتقال قطعات بین ایستگاه‌های کاری
• نگه داشتن قطعه در فرآیند تولید

اشاره کرد.

در انتخاب گریپر موازی، باید مشخص شود قطعه از داخل یا خارج گرفته می‌شود و نیروی موردنیاز برای جلوگیری از لغزش چقدر است.

تفاوت MHC2، MHY2 و MHZ2 چیست؟

یکی از سؤالات مهم هنگام انتخاب گریپر این است که کدام مدل برای کاربرد موردنظر مناسب‌تر است.

در نتیجه، تعداد فک به‌تنهایی معیار انتخاب نیست.

باید به نوع حرکت فک‌ها، فضای اطراف قطعه و روش گرفتن آن توجه شود.

جک‌های انگشتی پنوماتیک چیستند؟

اصطلاح جک انگشتی پنوماتیک معمولاً برای عملگرهایی استفاده می‌شود که دارای فک یا انگشت متحرک هستند و برای گرفتن قطعات به کار می‌روند.

این محصولات در واقع در خانواده گریپرهای پنوماتیک قرار می‌گیرند و در ماشین‌آلاتی استفاده می‌شوند که لازم است یک قطعه به‌صورت خودکار:

گرفته شود → جابه‌جا شود → در موقعیت مشخص قرار گیرد → آزاد شود.

به همین دلیل جک‌های انگشتی در بسیاری از ماشین‌آلات اتوماتیک نقش مهمی دارند.

جک انگشتی برای چه کاربردهایی مناسب است؟

این عملگرها برای کاربردهایی مانند:

• برداشتن قطعه از روی نوار نقاله
• جابه‌جایی قطعات بین دو ایستگاه
• مونتاژ اتوماتیک
• گرفتن قطعات برای ماشین‌کاری
• مرتب‌سازی قطعات
• بسته‌بندی
• Pick & Place
• نگه داشتن قطعه هنگام فرآیند تولید

استفاده می‌شوند.

برای مثال، در یک خط تولید می‌توان از سنسور جک پنوماتیک برای تشخیص حضور قطعه استفاده کرد و سپس PLC فرمان بسته شدن گریپر را صادر کند.

نحوه انتخاب گریپر پنوماتیک

انتخاب گریپر باید با توجه به مشخصات واقعی قطعه انجام شود.

۱. وزن قطعه

هرچه وزن قطعه بیشتر باشد، نیروی گیره موردنیاز نیز افزایش پیدا می‌کند.

۲. شکل قطعه

قطعه استوانه‌ای، مکعبی، تخت یا نامتقارن نیاز به طراحی متفاوت فک دارد.

۳. روش گرفتن

باید مشخص شود فک از داخل قطعه می‌گیرد یا از خارج قطعه.

۴. فاصله محل گرفتن تا محور گریپر

این پارامتر بسیار مهم است.

افزایش فاصله محل گرفتن قطعه از محور، گشتاور بیشتری به گریپر وارد می‌کند.

۵. شتاب حرکت

در سیستم‌های Pick & Place سریع، فقط وزن قطعه مهم نیست؛ شتاب و اینرسی نیز باید محاسبه شود.

۶. فشار هوای واقعی

نیروی گریپر به فشار واقعی مدار و مشخصات مکانیزم وابسته است.

۷. کورس فک

فک باید فضای کافی برای باز و بسته شدن داشته باشد.

۸. شرایط محیطی

گردوغبار، روغن، رطوبت، دمای بالا یا ذرات حاصل از فرآیند تولید می‌توانند روی انتخاب گریپر تأثیر بگذارند. بنابراین از واحد مراقبت هوا باید در خطوط اتوماسیون صنعتی استفاده کرد.

آیا می‌توان از جک معمولی به جای گریپر استفاده کرد؟

در برخی مکانیزم‌های ساده ممکن است بتوان با طراحی فک و لینک مکانیکی، یک جک معمولی را به مکانیزم گرفتن تبدیل کرد؛ اما این کار همیشه انتخاب مناسبی نیست.

گریپر از ابتدا برای گرفتن قطعه و انتقال نیرو به فک‌ها طراحی شده است.

استفاده از گریپر آماده می‌تواند مزایایی مانند:

• طراحی ساده‌تر
• ابعاد فشرده‌تر
• نصب راحت‌تر
• کنترل بهتر فک
• قابلیت نصب سنسور
• کاهش قطعات مکانیکی واسط

داشته باشد.

بنابراین اگر هدف اصلی دستگاه گرفتن و جابه‌جایی قطعه است، معمولاً باید انتخاب را از خانواده گریپرها شروع کرد، نه جک‌های خطی معمولی.

سنسور در جک‌های خاص و گریپرها

در بسیاری از عملگرهای مورد استفاده در اتوماسیون، امکان تشخیص وضعیت حرکت وجود دارد.

برای مثال می‌توان مشخص کرد:

گریپر باز است → سنسور فعال

یا:

گریپر بسته و قطعه گرفته شده → سنسور فعال

این موضوع در ماشین‌آلات اتوماتیک اهمیت زیادی دارد؛ زیرا PLC باید بداند عملیات گرفتن قطعه واقعاً انجام شده است یا خیر.

برای آشنایی بیشتر با این موضوع می‌توانید به محتوای سنسور جک پنوماتیک در سایت مراجعه کنید..

اشتباهات رایج در انتخاب جک‌های خاص و گریپر

انتخاب بر اساس سایز بدون بررسی کاربرد

ممکن است دو گریپر از نظر اندازه مشابه باشند، اما نوع حرکت یا ظرفیت آنها متفاوت باشد.

بی‌توجهی به گشتاور

در گریپرها و جک‌های چرخشی، گشتاور می‌تواند یکی از پارامترهای تعیین‌کننده باشد.

انتخاب گریپر بر اساس وزن اسمی قطعه

وزن قطعه تنها یکی از پارامترهاست. فاصله مرکز جرم، شتاب حرکت و جهت گرفتن نیز اهمیت دارند.

نادیده گرفتن فضای باز شدن فک

گاهی گریپر از نظر نیرویی مناسب است، اما فک نمی‌تواند به اندازه کافی باز شود.

انتخاب جک چرخشی بدون محاسبه اینرسی

بار چرخان فقط یک وزن ساده نیست و اینرسی آن روی عملکرد عملگر تأثیر دارد.

استفاده از TN برای بار جانبی سنگین بدون راهنمای مناسب

دو شفت باعث افزایش پایداری و مقاومت در برابر چرخش می‌شود، اما نباید ظرفیت واقعی سیستم را بدون بررسی مشخصات فنی فرض کرد.

مقایسه جک TN، جک چرخشی و گریپر

سایر جک‌های پنوماتیک برای چه صنایعی کاربرد دارند؟

این گروه از عملگرها در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:

• اتوماسیون صنعتی
• ماشین‌سازی
• خطوط مونتاژ
• صنایع بسته‌بندی
• تجهیزات انتقال قطعات
• خطوط تولید
• دستگاه‌های Pick & Place
• ماشین‌آلات CNC
• تجهیزات جابه‌جایی
• دستگاه‌های تست و کنترل
• سیستم‌های رباتیک
• ماشین‌آلات اختصاصی

در چنین سیستم‌هایی معمولاً یک نوع عملگر به‌تنهایی استفاده نمی‌شود.

ممکن است یک ماشین از ترکیب:

جک خطی + جک TN + جک چرخشی + گریپر + سنسور + شیربرقی + PLC

استفاده کند.

به همین دلیل انتخاب صحیح هر عملگر باید با توجه به کل معماری دستگاه انجام شود.

راهنمای خرید سایر جک‌های پنوماتیک

قبل از خرید جک پنوماتیک از این گروه، ابتدا باید نوع حرکت موردنیاز را مشخص کنید.

اگر حرکت خطی و ضدچرخش می‌خواهید:

جک TN

اگر نیاز به حرکت زاویه‌ای دارید:

جک چرخشی پنوماتیک

اگر باید قطعه را بگیرید و جابه‌جا کنید:

گریپر پنوماتیک

اگر فک زاویه‌ای برایتان مناسب است:

MHC2 یا MHY2 بسته به ساختار و مسیر حرکت موردنیاز

اگر حرکت موازی فک‌ها نیاز دارید:

MHZ2

اگر به یک مکانیزم انگشتی برای گرفتن قطعات نیاز دارید:

جک انگشتی پنوماتیک

در نهایت باید فشار کاری، نیروی موردنیاز، سرعت، کورس یا زاویه حرکت، ابعاد، وزن قطعه، شرایط محیطی و امکان نصب سنسور نیز بررسی شود.

قیمت سایر جک‌های پنوماتیک

قیمت این دسته از محصولات به دلیل تفاوت ساختاری آنها نمی‌تواند فقط بر اساس سایز تعیین شود.

عوامل مؤثر بر قیمت شامل موارد زیر هستند:

• نوع عملگر
• سایز
• کورس
• زاویه حرکت
• تعداد فک
• نوع مکانیزم
• جنس و کیفیت ساخت
• قابلیت نصب سنسور
• نوع اتصالات
• برند
• کاربرد و شرایط کاری

بنابراین مقایسه قیمت یک جک TN با یک گریپر پنوماتیک یا جک چرخشی، مقایسه مستقیمی نیست؛ زیرا هرکدام برای نوع متفاوتی از حرکت طراحی شده‌اند.

جمع‌بندی

سایر جک‌های پنوماتیک شامل گروهی از عملگرهای تخصصی هستند که برای کاربردهایی طراحی شده‌اند که یک سیلندر خطی معمولی نمی‌تواند به‌تنهایی پاسخگوی آنها باشد.

جک TN پنوماتیک برای حرکت خطی پایدار و کاهش چرخش مناسب است، جک چرخشی پنوماتیک برای ایجاد حرکت زاویه‌ای استفاده می‌شود و گریپرهای MHC2، MHY2 و MHZ2 برای گرفتن و جابه‌جایی قطعات در سیستم‌های اتوماسیون کاربرد دارند. برای خرید همه ی انواع جک های پنوماتیک با فروشگاه فارکو پنوماتیک تماس بگیرید.

انتخاب بین این محصولات باید بر اساس نوع حرکت، شکل و وزن قطعه، فضای نصب، نیروی موردنیاز، گشتاور، سرعت، شرایط کاری و نحوه کنترل انجام شود.

در یک سیستم صنعتی حرفه‌ای، هدف صرفاً انتخاب یک جک نیست؛ بلکه باید عملگری انتخاب شود که با مدار پنوماتیک، شیر، سنسور و سیستم کنترل دستگاه هماهنگ باشد.