Tay gắp khí nén: Cấu tạo, vai trò & Ứng dụng tay gắp khí nén

Trong thế giới tự động hóa công nghiệp, tay gắp khí nén được biết đến là một trong những công cụ có tính ưu việt cao, đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất. Với khả năng hoạt động cực kỳ nhanh chóng, lực kẹp mạnh mẽ và cấu tạo đơn giản, tay gắp khí nén đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp muốn nâng cao năng suất.

Tay gắp khí nén là một trong những loại End-of-Arm Tooling (EOAT) – hay còn gọi là đầu cuối cánh tay robot. Nó đóng vai trò là bàn tay thực hiện các tác vụ gắp, giữ và di chuyển sản phẩm. Với nhiều ưu điểm nổi bật, tay gắp khí nén đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng từ bốc xếp, lắp ráp đến đóng gói sản phẩm trong nhiều ngành công nghiệp.

Nội dung bài viết

1 Tay gắp khí nén là gì?
2 So sánh tay gắp khí nén với tay gắp khác
3 Phân loại tay gắp khí nén
4 Cấu tạo tay gắp khí nén
5 Lợi ích của tay gắp khí nén
6 Các ứng dụng của tay gắp khí nén

Tay gắp khí nén là gì?

Tay gắp khí nén là một loại tay gắp cơ học hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng áp suất của khí nén. Nó chuyển đổi năng lượng từ khí nén thành chuyển động tuyến tính hoặc chuyển động góc để điều khiển các ngón gắp đóng hoặc mở.

Khí nén từ hệ thống được dẫn vào một hoặc hai cổng của một xy lanh tích hợp bên trong tay gắp. Áp suất khí nén tác động lên piston, khiến nó di chuyển. Chuyển động của piston sau đó được truyền đến các ngón gắp thông qua một cơ cấu thanh trượt hoặc bánh răng, làm cho các ngón gắp đóng lại để giữ sản phẩm hoặc mở ra để nhả sản phẩm.

Nhờ sử dụng khí nén, tay gắp có thể tạo ra lực kẹp rất lớn, đồng thời hoạt động với tốc độ cực kỳ nhanh, phù hợp cho các dây chuyền sản xuất tốc độ cao.

>>> Xem thêm các loại robot gắp khác:

So sánh tay gắp khí nén với tay gắp khác

Mỗi loại tay gắp robot đều có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với từng ứng dụng cụ thể.

1/ Tay gắp Khí nén: Đây là loại tay gắp phổ biến nhất trong công nghiệp.

– Ưu điểm nổi bật của nó là tốc độ nhanh, lực kẹp mạnh mẽ và cấu tạo đơn giản.

– Khí nén tạo ra lực truyền động tức thời, giúp tay gắp đóng/mở chỉ trong tích tắc, rất phù hợp cho các dây chuyền sản xuất tốc độ cao.

– Chi phí đầu tư ban đầu thấp.

– Lựa chọn hàng đầu cho các tác vụ bốc xếp, lắp ráp và đóng gói chung.

2/ Tay gắp Điện (Electric Grippers): Tay gắp điện sử dụng động cơ điện để điều khiển ngón gắp, mang lại khả năng kiểm soát và độ chính xác vượt trội.

– Bạn có thể lập trình để tay gắp đóng/mở với lực và tốc độ chính xác đến từng milimet, giúp xử lý các vật liệu dễ vỡ hoặc có kích thước, hình dạng khác nhau.

– Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.

– Lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi sự linh hoạt và kiểm soát cao như lắp ráp chính xác trong ngành điện tử, dược phẩm.

3/ Tay gắp Thủy lực (Hydraulic Grippers): Đây là loại tay gắp mạnh mẽ nhất, sử dụng áp lực dầu thủy lực để tạo ra lực kẹp khổng lồ.

– Tay gắp thủy lực được thiết kế cho các ứng dụng công nghiệp nặng, nơi cần một lực kẹp cực lớn để giữ các vật nặng hoặc khó gắp.

– Tốc độ chậm hơn, chi phí đầu tư và bảo trì rất cao.

Ngoài ra, việc sử dụng dầu thủy lực có thể gây rò rỉ, không phù hợp cho các môi trường sạch như ngành thực phẩm, dược phẩm.

Bảng so sánh tổng hợp:

Tiêu chí	Tay gắp Khí nén	Tay gắp Điện	Tay gắp Thủy lực
Lực kẹp	Mạnh mẽ, ổn định	Trung bình, có thể điều chỉnh linh hoạt	Rất mạnh mẽ, lực kẹp cực lớn
Tốc độ	Rất nhanh, phản hồi tức thời	Nhanh, có thể điều chỉnh chính xác	Trung bình
Độ chính xác	Tốt, nhưng không cao bằng tay gắp điện	Cao, có thể điều chỉnh vị trí và lực kẹp	Thấp hơn, chủ yếu dùng cho lực kẹp lớn
Chi phí	Thấp nhất	Cao	Rất cao
Độ phức tạp	Đơn giản, dễ bảo trì	Phức tạp hơn, cần lập trình	Rất phức tạp, cần hệ thống bơm dầu
Ứng dụng	Bốc xếp chung, lắp ráp, đóng gói tốc độ cao	Lắp ráp chính xác, xử lý vật dễ vỡ, điều chỉnh lực kẹp	Công nghiệp nặng, gia công kim loại, bốc xếp vật liệu nặng

Kết luận:

– Nếu ưu tiên tốc độ, lực kẹp mạnh và chi phí thấp, tay gắp khí nén là lựa chọn hiệu quả nhất.

– Nếu ưu tiên độ chính xác và khả năng kiểm soát cao, tay gắp điện là giải pháp vượt trội.

– Nếu cần lực kẹp cực lớn cho các công việc nặng nhọc, tay gắp thủy lực là công cụ không thể thay thế.

Phân loại tay gắp khí nén

Tay gắp khí nén thường được phân loại dựa trên cơ cấu chuyển động của ngón gắp. Có ba loại chính phổ biến trong công nghiệp:

1/ Tay gắp song song (Parallel Grippers): Loại tay gắp này có 2 ngón gắp di chuyển song song với nhau.

– Nguyên lý hoạt động: Piston chuyển động tịnh tiến, đẩy 2 ngón gắp di chuyển trên một đường thẳng, đảm bảo khoảng cách giữa hai ngón luôn song song.

– Đặc điểm: Lực kẹp mạnh mẽ và ổn định, phù hợp để gắp các vật có bề mặt phẳng, đồng đều.

– Ứng dụng: Bốc xếp, lắp ráp các chi tiết có hình khối vuông hoặc chữ nhật: hộp, khay, phôi kim loại.

2/ Tay gắp góc (Angular Grippers): Tay gắp góc có 2 ngón gắp hoạt động giống như càng cua, mở và đóng theo một góc nhất định.

– Nguyên lý hoạt động: Piston chuyển động tịnh tiến tác động lên các khớp, làm cho hai ngón gắp xoay quanh một trục.

– Đặc điểm: Thiết kế nhỏ gọn giúp tiết kiệm không gian và dễ dàng gắp vật ở những vị trí hẹp.

– Ứng dụng: Gắp các chi tiết nhỏ trong không gian giới hạn, lắp ráp các bộ phận vào các lỗ hẹp, hoặc gắp các vật tròn.

3/ Tay gắp 3 ngón (Three-Jaw Grippers): Loại tay gắp này có 3 ngón gắp, thường được dùng để gắp và căn giữa các vật hình tròn.

– Nguyên lý hoạt động: Piston tác động lên cơ cấu, khiến 3 ngón gắp di chuyển đồng thời để kẹp và căn giữa vật thể một cách chính xác.

– Đặc điểm: Đảm bảo vật thể được định tâm hoàn hảo, tạo ra lực kẹp cân bằng.

– Ứng dụng: Gắp – đặt các vật hình trụ, hình tròn như: vòng bi, ống, hoặc trục trong ngành gia công cơ khí và lắp ráp.

4/ Tay gắp trượt (Sliding Grippers): Các ngón gắp di chuyển tuyến tính dọc theo một thanh trượt hoặc đường ray. Loại tay gắp này được thiết kế đặc biệt để gắp và di chuyển các vật dài hoặc có hình dạng phức tạp một cách chính xác.

– Đặc điểm:Hành trình di chuyển dài, độ chính xác cao, lực kẹp mạnh mẽ, thiết kế bền vững.

– Ứng dụng:

+ Ngành gia công cơ khí: Gắp và đặt các thanh kim loại, trục hoặc phôi dài vào máy CNC.

+ Ngành tự động hóa: Di chuyển các tấm pin mặt trời hoặc tấm kính dài trên dây chuyền sản xuất.

+ Ngành sản xuất ô tô: Gắp các chi tiết dài như ống xả, thanh truyền động hoặc các bộ phận khung gầm.

>>> Xem thêm: Các loại tay kẹp robot phổ biến

Cấu tạo tay gắp khí nén

Một tay gắp khí nén có cấu tạo đơn giản nhưng rất hiệu quả. Dưới đây là các thành phần chính:

1/ Thân tay gắp (Gripper Body): Đây là phần khung chính.

– Có vai trò là vỏ bọc và giá đỡ cho tất cả các bộ phận bên trong.

– Thường được làm từ nhôm để có trọng lượng nhẹ và độ bền cao.

2/ Xy lanh khí nén (Pneumatic Cylinder): Là bộ phận tạo ra lực kẹp.

– Khí nén được dẫn vào xy lanh, tác động lên piston và làm nó di chuyển.

3/ Piston và cơ cấu truyền động: Piston nằm bên trong xy lanh.

– Chuyển động tuyến tính của piston sẽ được một cơ cấu truyền động chuyển đổi thành chuyển động mong muốn của ngón gắp (song song, góc, hoặc trượt).

4/ Ngón gắp (Jaws): Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm.

– Ngón gắp thường được tùy chỉnh về hình dạng, vật liệu để phù hợp với từng loại sản phẩm.

– Đảm bảo không làm hư hỏng vật phẩm trong quá trình gắp.

Lợi ích của tay gắp khí nén

Tay gắp khí nén được ưa chuộng nhờ những lợi ích kinh tế và kỹ thuật vượt trội.

– Tốc độ cao và phản hồi nhanh:

+ Khí nén truyền động gần như tức thời, giúp tay gắp đóng/mở chỉ trong tích tắc.

+ Rút ngắn chu kỳ sản xuất, đặc biệt trong các dây chuyền lắp ráp và đóng gói tốc độ cao.

– Lực kẹp mạnh mẽ và ổn định:

+ Khí nén có khả năng tạo ra lực kẹp rất lớn, đủ để xử lý các vật nặng hoặc có kích thước lớn.

+ Lực kẹp ổn định giúp giữ chắc sản phẩm, tránh rơi vỡ, đảm bảo an toàn cho sản phẩm và dây chuyền.

– Cấu tạo đơn giản:

+ Ít bị hỏng hóc, dễ dàng bảo trì và sửa chữa.

+ Giảm thiểu thời gian ngừng máy, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra liên tục.

– Chi phí đầu tư thấp:

+ Tay gắp khí nén có giá thành phải chăng hơn nhiều.

+ Giúp các doanh nghiệp vừa và nhỏ có thể tiếp cận công nghệ tự động hóa với chi phí hợp lý.

Các ứng dụng của tay gắp khí nén

Tay gắp khí nén là một công cụ đa năng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ tốc độ cao, lực kẹp mạnh mẽ và độ tin cậy vượt trội.

1/ Ngành sản xuất và lắp ráp: Tay gắp khí nén là lựa chọn hàng đầu cho các công đoạn sản xuất và lắp ráp tự động.

– Gắp và đặt (Pick-and-place): Di chuyển các chi tiết từ vị trí này sang vị trí khác trên dây chuyền sản xuất.

– Lắp ráp: Lắp các bộ phận nhỏ, vừa vào sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác.

– Kiểm tra sản phẩm: Gắp và di chuyển sản phẩm qua các trạm kiểm tra chất lượng.

2/ Ngành đóng gói và logistics: Với tốc độ và lực kẹp mạnh, tay gắp khí nén rất hiệu quả trong các công đoạn đóng gói cuối cùng.

– Xếp pallet: Gắp các thùng carton hoặc bao bì và xếp chồng lên pallet.

– Đóng gói sản phẩm: Gắp các sản phẩm từ băng chuyền và đặt vào hộp, thùng để đóng gói.

– Phân loại: Gắp và phân loại sản phẩm dựa trên kích thước hoặc hình dạng để đưa vào các dây chuyền khác nhau.

3/ Ngành gia công kim loại: Trong môi trường làm việc khắc nghiệt, tay gắp khí nén đảm bảo an toàn và tăng năng suất.

– Cấp/dỡ phôi: Gắp phôi kim loại và đặt vào máy CNC để gia công, sau đó lấy sản phẩm đã hoàn thiện ra.

– Xử lý vật liệu: Di chuyển các tấm kim loại, thanh sắt hoặc các bộ phận đã gia công nặng.

Tay gắp khí nén là một giải pháp đơn giản, hiệu quả và đáng tin cậy, đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa các quy trình sản xuất. Việc ứng dụng tay gắp khí nén không chỉ giúp các doanh nghiệp nâng cao năng suất mà còn cải thiện điều kiện làm việc, đảm bảo an toàn và xây dựng một nền tảng vững chắc cho sự phát triển trong tương lai.

Hãy liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết giải pháp cánh tay robot tự động phù hợp nhất với doanh nghiệp của bạn.

VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.