1. 工业机器人夹持器
工业机器人什么合适夹持小型工匠?
精密机床机器人可以加持小型工件的加工。
2. 工业机器人夹持器设计
1.工业机器人的组成
工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动机构及位置检测机构的等部分组成。
1.执行机构
执行机构是一种具有和人手脚相似动作功能的机械装置,又称操作机,有以下几个部分组成
1)手部 称抓取机构或夹持器,用于直接抓取工件或工具。若在手部安装专用工具,如焊枪、电钻、电动螺钉拧紧器等,就构成了专用的特殊手部。工业机器人手部有机械夹持式、真空吸附式、磁性吸附式等不同的结构形式。
2)腕部 接手部和手臂的部件,用以调整手部的姿态和方位。
3)臂部 撑手腕和手部的部件,由动力关节和连杆组成,用以承受工件或工具负荷。
4)机座与立柱 是支撑整个机器人的基础件,起到连结和支承的作用,控制机器人的活动范围和改变机器人的位置。
2.控制系统
控制系统是机器人的大脑,控制与支配机器人按给定的程序动作,并记忆人们示教的指令信息,如动作顺序、运动轨迹、运动速度等,可再现控制所存储的示教信息。
3.驱动系统
是机器人执行作业的动力源,按照控制系统发来的控制指令驱动执行机构完成规定的作业。常用的驱动系统有机械式、液压式、气动式以及驱动等不同的驱动形式。
(4)位置检测装置 通过附设的力、位移、触觉、视觉等不同的,检测机器人的运动位置和工作状态,并随时反馈给控制系统,以便执行机构以一定的精度和速度达到设定的位置。
2.工业机器人的分类
机器人分类方法很多,这里仅按机器人的系统功能、驱动方式以及机器人的结构形式进行分类。
(1)按系统功能分类
1)专用机器人:在固定地点以固定程序工作的机器人,其结构简单、工作对象单一、无独立控制系统、造价低廉,如附设在机床上的自动换刀机械手。
2)通用机器人:具有独立控制系统,通过改变控制程序能完成多种作业的机器人。其结构复杂,工作范围大,定位精度高,通用性强,适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。
3)示教再现式机器人:具有记忆功能,在操作者的示教操作后,能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。
4)智能机器人:采用,具有视觉、听觉、触觉等多种感觉功能和识别功能的机器人,通过比较和识别,自主作出决策和规划,自动进行信息反馈,完成预定的动作。
(2)按驱动方式分类
1)气压传动机器人:以压缩空气作为动力源驱动执行机构运动的机器人,具有动作迅速、结构简单、成本低廉的特点,适用于高速轻载、高温和粉尘大的环境作业。
2)液压传动机器人:采用液压驱动,具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏的特点,适用于重载、低速驱动场合。
3)电气传动机器人:用交流或直流伺服驱动的机器人,不需要中间转换机构,机械结构简单、响应速度快、控制精度高,是近年来常用的机器人传动结构。
(3)按结构形式分
1)直角坐标型机器人:这类机器人的手部在空间由三个相互垂直的方向x、y、z上作移动运动,运动是独立的。其控制简单,运动直观性强,易达到高精度,定位精度高,但操作灵活性差,运动的速度较低,操作范围较小而占据的空间相对较大。
2)圆柱坐标型机器人:这类机器人在水平转台上装有立柱,其立柱安装在回转机座上,水平臂可以自由伸缩,并可沿立柱上下移动。其工作范围较大,运动速度较高,但随着水平臂沿水平方向伸长,其线位移分辨精度越来越低。
3)球坐标型机器人:也称极坐标型机器人,由回转机座、俯仰铰链和伸缩臂组成,具有两个旋转轴和一个平移轴。工作臂不仅可绕垂直轴旋转,还可绕水平轴作俯仰运动,且能沿手臂轴线作伸缩运动。其操作比圆柱坐标型更为灵活,并能扩大机器人的工作空间,但旋转关节反映在未端执行器上的线位移分辨率是一个变量。
4)关节型机器人: 这类机器人由多个关节联接的机座、大臂、小臂和手腕等构成,大小臂之间用铰链联接形成肘关节,大臂和立柱联接形成肩关节,大小臂既可在垂直于机座的平面内运动,也可实现绕垂直轴的转动。其操作灵活性最好,运动速度较高,操作范围大,但精度受手臂位姿的影响,实现高精度运动较困难。它能抓取靠近机座的物件,也能绕过机体和目标间的障碍物去抓取物件,具有较高的运动速度和极好的灵活性,成为最通用的机器人。
3. 机器人夹持机构
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
执行机构 即机器人本体,其臂部一般采用空间开链连杆机构,其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节,关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑,常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。驱动装置 是驱使执行机构运动的机构,按照控制系统发出的指令信号,借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号,输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置,如步进电机、伺服电机等,此外也有采用液压、气动等驱动装置。检测装置的作用 是实时检测机器人的运动及工作情况,根据需要反馈给控制系统,与设定信息进行比较后,对执行机构进行调整,以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类:一类是内部信息传感器,用于检测机器人各部分的内部状况,如各关节的位置、速度、加速度等,并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器,形成闭环控制。一类是外部信息传感器,用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,以使机器人的动作能适应外界情况的变化,使之达到更高层次的自动化,甚至使机器人具有某种“感觉”,向智能化发展,例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息,利用这些信息构成一个大的反馈回路,从而将大大提高机器人的工作精度。控制系统有两种方式 一种是集中式控制,即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;作为下级从机,各关节分别对应一个CPU,进行插补运算和伺服控制处理,实现给定的运动,并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同,机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力(力矩)控制。
4. 工业机器人夹持器发展过程
码垛机器人的工作原理是: 平板上工件符合栈板要求的一层工件,平板及工件向前移动直至栈板垂直面。上方挡料杆下降,另三方定位挡杆起动夹紧,此时平板复位。各工件下降到栈板平面,栈板平面与平板底面相距10mm,栈板下降一个工件高度。往复上述直到栈板堆码达到设定要求。码垛机器人配备有特殊定制设计的多功能抓取器,不管包装箱尺寸或重量如何,机器人都可以使用真空吸盘牢固地夹持和传送包装箱。
5. 工业机器人夹持器的作用
拉伸机械手是根据产品“拉伸”这个工艺实再自动化而取名。传统的拉伸作业通常会在一道甚至二道拉伸工序以上,通过机械手配合液压拉伸机(油压拉伸机或冲床)实现工序间产品的付递。从而以取代人工的操作。另外,一般情况下下拉伸机械手与片材发料器、自动抹油机以及自动定位装置配合使用,可实现全自动化的拉伸作业;
类别:
拉伸机械手根据产品加工工序不同可以设计为单台单工拉拉伸机械、双工位拉伸机械手、多组合式机械手以及多功能型拉伸机械手。
动作原理:
拉伸机械手主要结构分为降装置、平移装置以及夹持装置。其中升降装置及平移装置主要通过高精密伺服电机进行驱动,以实际数字化的控制和操作,保证送料和取料的精确度;平持装置通常情况下采用气动夹式夹持装置,灵活适用于不同规格不同材质的产品,更换方便及快捷。