Anwendungsgebiete von Elektromagneten in der Robotik
Elektromagnete werden insbesondere seit dem letzten Jahrzehnt immer häufiger in der Industrierobotik eingesetzt. Sie werden oft auf Roboterwerkzeuge montiert, die zum Heben ferromagnetischer Materialien wie Stahlbleche oder Schrott verwendet werden. Eine weitere in dieser Industrie häufig verwendete Komponente ist der induktive Näherungssensor, der verwendet wird, um zu erkennen, ob sich ein Metallobjekt in der Nähe des Sensors befindet.
Diese beiden Komponenten werden manchmal zusammen und manchmal als Teile von durch Robotern gesteuerte Werkzeuge verwendet, bei denen der Sensor dazu dient, das Objekt zu erkennen, das der Elektromagnet anheben wird. Diese Konfiguration verleiht dem mit beiden Komponenten kombiniertem Werkzeug einen deutlichen Vorteil gegenüber einem ähnlichen Werkzeug ohne Sensoren, da es Veränderungen in seiner Umgebung ausgleichen kann. Es kann zum Beispiel dazu verwendet werden, individuelle Toleranzen bei der Arbeit mit einer großen Anzahl von Objekten auszugleichen.
Wenn wir über die Vielzahl der Anwendungen von Elektromagneten in der Industrierobotik sprechen, beziehen wir uns darauf, dass sie in den Roboterarmen vorhanden sind, die in einer Fabrikumgebung für Fertigungsanwendungen eingesetzt werden. Traditionelle Industrieroboter können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden, wie beispielsweise nach der Art der Bewegung (Freiheitsgrade), einer Anwendung (Herstellungsprozess), einer Architektur (Serie oder parallel) und einer Marke. Zudem gibt es auch ein neues Klassifizierungsmerkmal für Industrieroboter, die kollaborativ sein können oder nicht.
In welcher Art von Robotern werden Elektromagnete verwendet?
Elektromagnete sind in allen bereits erwähnten Industrierobotern enthalten und es gibt sie in einer großen Vielfalt. Ein Lackierroboter zum Beispiel benötigt eine kleine Nutzlast der Elektromagnete, aber einen großen Bewegungsbereich und ist explosionsgeschützt. Ein Montageroboter andererseits hat zwar einen kleinen Arbeitsraum, ist aber sehr präzise und schnell, sodass er mehr Aufmerksamkeit für die elektromagnetische Arbeitsbelastung erfordert. Abhängig von der Zielanwendung hat der Industrieroboter nicht nur eine bestimmte Art der Bewegung, sondern benötigt auch einen unterschiedlichen Einsatz von Elektromagneten.
Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass in der Robotik neben Elektromagneten, aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften, auch Permanentmagnete verwendet werden. Insbesondere zur Befestigung von Elementen auf dem Boden. Auf diese Weise kann Energie gespart werden und man erhält bezüglich Faktoren wie Größe und Gewicht mehr Festigkeit bei der Sicherung.
In bestimmten Fällen werden Elektromagnete in der Robotik eingesetzt, um die Elemente fernzusteuern. Dies erfordert jedoch einen großen Magneten, der eine beachtliche Menge an Energie verbraucht, weshalb diese Anwendung nicht so verbreitet ist, zumindest nicht so verbreitet wie die Verwendung von Elektromagneten in Roboterarmen.
Vorteile des Einsatzes von Elektromagneten in der Industrierobotik
Unter den Vorteilen des Einsatzes von Elektromagneten in der Robotik sticht die Tatsache hervor, dass die Anwendungen je nach Bedarf ein- und ausgeschaltet werden können. Die Spulen, die Elektromagnete tragen, sind im Allgemeinen aus Kupferdraht gefertigt, da Kupfer ein hervorragender elektrischer Leiter ist.
Zusätzliche Anwendungen von Elektromagneten in der Robotik
Elektromagnete können in der Robotik auch auf folgende Weise angewendet werden:
in elektrischen Schlössern: wenn die Gegensprechanlage beantwortet wird, kann die Tür von einem oberen Stockwerk aus entriegelt werden. Ein Elektromagnet zieht den Bolzen, um ihn zu öffnen. Lösen Sie den Knopf geht der Bolzen wieder in seine Ausgangslage zurück.
in Werkzeugen der Chirurgie: ein Augenchirurg kann mit einem Elektromagneten Stahlstücke aus dem Auge eines Patienten entfernen, indem er den Strom so weit erhöht, bis er genug zieht, um das Metall sanft zu entfernen.
in der Mikrochirurgie: die Forscher arbeiten an Elektromagneten, die Mikroroboter durch den Körper bewegen können, um Operationen durchzuführen, ohne den Patienten zu öffnen.
Bei IMA bieten wir unseren Kunden verschiedene Arten von Magneten an, sowohl aus Neodym, Ferrit, Samarium, Alnico oder Kunststoff, aber auch einige Modelle von Elektromagneten, insbesondere runde, rechteckige und Antriebselektromagnete.
Automatische Magnete für die Robotik
Das Magnete in der Robotik eine wichtige Rolle spielen ist nichts Neues mehr. Besonders in der Automobilindustrie, ist der Einsatz von Roboter und die Automatisierung von Produktionsprozessen unabdingbar, um die Qualität der Produkte zu sichern und die Produktionskosten zu senken. Um dies zu ermöglichen, werden zwangsläufig auch Automatisierungsmagnete eingesetzt. In diesem Beitrag schauen wir uns einige Beispiele von Robotikmangeten und ihren Einsatzgebieten an.
Anwendungen von Magneten in der Robotik
Wie bereits erwähnt, ist es durch den Einsatz der Magnete in der Robotik möglich, Vorgänge zu optimieren und vor allem auch sicheres Arbeiten zu garantieren. So werden Robotermagnete zum Beispiel in automatischen Türen und Schließvorrichtungen verwendet. Der Vorgang des Öffnens und Schließens ist somit voll automatisch, wodurch Fehler vermieden werden und Zeit eingespart wird.
Auch in Aufzügen sorgen diese Art von Magneten für reibungslose Abläufe. Sie wirken in den Sensoren, also Signalgeräte und beim Transport selbst.
Abgesehen davon werden Permanentmagnete auf für die Robotik in Produktionsketten verwendet. Besonders in Verpackungsabläufen, in den Motoren, um Greifarme zu bewegen, hinter zahlreichen Vorgängen steckt letztlich die Wirkung eines Magnetes. Um welche Magnete es sich dabei im genauen handelt, schauen wir uns im folgenden Abschnitt an.
Welche Arten von Magnete werden in der Robotik verwendet
Magnetische Saugnäpfe
Pneumatische Magnet-Saugnäpfe sind spezielle Magnete für Robotikgreifer, die mit Druckluft arbeiten. Dieses magnetische Spannsystem mit pneumatischen Saugnäpfen ist ein von IMA entwickeltes System. Es wurde im Rahmen unseres Forschungs- und Entwicklungsprogramms für neue magnetische Produkte und Anwendungen entwickelt. Durch dieses Programm garantieren wir die besten Lösungen für die Magnetindustrie.
Der Hauptvorteil des pneumatisch-magnetischen Saugnapfes besteht darin, dass er ein Magnetfeld zur sicheren Halterung erzeugt. Der Magnet verhindert das Entweichen des Vakuums. Sobald ein Saugnapf einen Gegenstand gegriffen hat, löst er sich nicht mehr, selbst wenn der Luftdruck unterbrochen oder die Stromversorgung abgeschaltet wird.
Es funktioniert folgendermaßen. Das Magnetfeld wird durch einen Permanentmagneten erzeugt. Die in den magnetischen Saugnapf einströmende Druckluft bewirkt eine mechanische Bewegung, die es dem darin befindlichen Magneten ermöglicht, die Werkstücke schnell zu greifen oder loszulassen. Die Magnetklemme wird pneumatisch angeschlossen. Die Steuerung ist über ein 5/3- oder sogar 5/2-Ventil möglich.
Die Verwendung der magnetischen Saugnäpfe eignet sich zum Aufnehmen oder Greifen von flachen Gegenständen wie zum Beispiel:
Magnetische Palettierer und Magnetköpfe
Die magnetischen Palettierer werden ebenfalls in Produktionsketten verwendet. Genauer gesagt, um Gegenstände mit einem Metalldeckel zu Transportieren, da sie mit einer Anziehungskraft arbeiten, die etwa fünfmal so hoch ist wie die von anderen Magneten. Das Magnetmaterial was hier verwendet wird ist Neodym und bei IMA können wir diese Robotikmagnete individuell an Ihre Bedürfnisse anpassen.
Permanentmagnetheber
Permanentmagnetheber bieten den Vorteil, dass sie nicht mit einer externen Stromquelle verbunden werden müssen. Zudem garantieren sie ein sicheres Arbeiten, da sie einen spezifischen Hebel haben, der den Griff während der aktiven Phase befestigt. Somit kann auch eine versehentliche Entmagnetisierung verhindert werden, was förderlich für einen reibungslosen Produktionsprozess ist.
Diese Magnete für die Robotik bieten außerdem den Vorteil, dass sich besonders leicht und ganz simpel in der Wartung sind. Sie können tatsächlich mit nur einer Hand bedient werden.
Spreizmagnete
Spreizmagnete sind ein praktisches Hilfsmittel, um Stahlplatten stapelweise anzuheben, ohne dass sie sich gegenseitig berühren. Diese Magnete können bei IMA sowohl in Neodym als auch in Ferrit und für unterschiedliche Größen hergestellt werden. Um diese individuellen Magnete herzustellen benötigen wir folgende Angaben über die Bleche, die angehoben werden sollen:
Wie sie sehen gibt es zahlreiche verschieden Magnete für die Robotik, die Produktionsprozesse optimieren und sichern. Bei IMA haben wir den Vorteil, dass wir in engem Dialog mit unseren Kunden stehen und somit die Produktion der magnetischen Teile individuell anpassen können. Falls Sie Fragen haben, können Sie sich gerne ganz unverbindlich an unser Fachpersonal wenden und uns per E-Mail oder telefonisch kontaktieren.
